大型船舶轴系校中的非参数建模及安全状态评估方法研究

基本信息
批准号:51879020
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:李国宾
学科分类:
依托单位:大连海事大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:黄朝明,王国有,邢鹏飞,孙树德,马忠民,孙琳皓,方勋,张伟,姚志禹
关键词:
非参数建模安全状态评估大型船舶轴系校中不确定性
结项摘要

During the navigation of large ships, the propulsion shafting is affected by many dynamic factors, such as hull deformation, propeller hydrodynamics, bearing oil film, etc. The influence of these dynamic factors is largely ignored in the calculation of the former ship propulsion shafting. Yet recent studies have shown that the impact of these dynamic factors often results in the strong uncertainty of actual alignment state in the propulsion shafting of large ships, and it is difficult to establish accurate alignment calculation models and cannot obtain a uniform description of the model based on a single method. This leads to large errors between the existing calculation results and the actual ship test results and cannot accurately guide the design and installation of the propulsion shafting. Therefore, for this project the nonparametric modeling method is introduced into the alignment modeling of propulsion shafting, and the data uncertainty and model uncertainty is included in the alignment model. Based on the vibration response, the attractor theory is used to put forward the concept of the alignment attractor of the propulsion shafting, investigate the nonlinear dynamic behavior of the propulsion shafting, reveal the evolution mechanism of the uncertainty state in the propulsion shafting alignment, and establish the evaluation methods of the security state in the propulsion shafting alignment. Finally, the nonparametric modeling and security state evaluation are achieved in the propulsion shafting alignment of large scale ships. All these results have very important academic significance and engineering application value to guide the design and installation of propulsion shafting in the large scale ship, ensure the work reliability of the propulsion shafting and then improve the navigation performance of large scale ships.

大型船舶航行过程中,轴系会受到诸多动态因素的影响,如船体变形、螺旋桨水动力、轴承油膜等。在以往的船舶轴系校中计算中,大都忽略这些动态因素的影响。然而近年的研究表明,这些动态因素的影响往往造成大型船舶轴系的实际校中状态具有较强的不确定性,难以建立准确的校中计算模型,也无法基于单一方法得到模型的统一描述,导致校中计算结果与实船测试结果误差较大,很难准确指导轴系的设计与安装。为此,本项目拟引入非参数建模方法,将数据不确定性与模型不确定性包含在校中模型中;基于振动响应,引入吸引子理论提出轴系校中吸引子的概念,研究轴系的非线性动力学行为,揭示轴系校中不确定性状态的演化机制,建立轴系校中安全状态的评估方法,实现大型船舶轴系校中的非参数建模与安全状态评估。研究结果对指导大型船舶轴系的设计与安装、保证轴系工作的可靠性、进而提高船舶航行性能均具有十分重要的学术意义和工程应用价值。

项目摘要

在船舶航行过程中,船体变形、螺旋桨水动力及轴承油膜等动态因素的影响往往造成船舶推进轴系的实际校中状态具有较强的不确定性。因此,面对风、浪、流变化莫测的海洋环境下大型船舶推进轴系校中不确定性的描述是亟待重点研究的科学问题之一。本项目采用理论计算和试验相结合的方法,分析了动态因素对船舶推进轴系振动响应的影响,基于非参数方法和吸引子理论研究了船舶推进轴系的动力学建模与安全状态评估方法。理论研究包括:引入非参数方法建立了考虑数据不确定性和模型不确定性的船舶推进轴系的动力学建模,进行了振动响应数值计算,分析了不确定性下船舶推进轴系振动响应的变化规律。试验研究包括:基于船舶推进轴系校中模拟试验台和滑动轴承实验台开发了船舶推进轴系试验系统,进行了船舶推进轴系校中模拟试验;基于相空间重构和吸引子理论建立了振动信号的非线性特征提取方法,获得了船舶推进轴系吸引子,分析了不确定性下轴系校中状态的演化机制,掌握了吸引子与轴系校中状态的关系,证实了基于吸引子评估船舶推进轴系校中状态的有效性。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
2

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
3

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
4

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
5

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018

李国宾的其他基金

相似国自然基金

1

大型船舶推进轴系-柔性基座耦合功率流传递特性及校中优化方法研究

批准号:51509194
批准年份:2015
负责人:秦丽
学科分类:E1102
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

极端海况下多因素影响的大型船舶轴系振动耦合方法研究

批准号:51709244
批准年份:2017
负责人:田哲
学科分类:E1102
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
3

限制水域船舶通航安全智能评估方法研究

批准号:51179019
批准年份:2011
负责人:李铁山
学科分类:E1104
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
4

面向飞机辅助动力装置在翼状态评估及预测的感知参数优化建模方法

批准号:61803121
批准年份:2018
负责人:刘连胜
学科分类:F0301
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目