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期刊简介
期刊名称： 船舶工程
创办日期： 1979年
主管部门： 中国船舶集团有限公司
主办单位： 中国船舶集团有限公司第七〇四研究所、中国造船工程学会
出版周期： 月刊
电话： 021-64416390
Email： cbgc@cssmc.cn
国内统一刊号(CN)： 31-1281/U
国际标准刊号(ISSN)：1000-6982
基于改进人工势场法的水下机器人路径规划
姚艳杰;李一卓;衣正尧;张寒冰;母刚;张飞成;[目的]为了解决传统人工势场法（TAPF）在水下机器人进行路径规划时存在的目标不可达、易与障碍物发生碰撞，以及易陷于局部极值点等问题，[方法]引入距离影响因子对引力函数进行改进，以解决水下机器人距离目标点较远时机器人易与障碍物发生碰撞的问题；通过改进斥力势场函数来解决目标不可达的问题；结合模拟退火算法设置虚拟目标使机器人跳出局部极值点。对于重要转弯处转弯路径不够流畅等问题，使用3次B样条算法进行调整，使转弯路径更加平滑。[结果]结果表明：融合改进的人工势场法能够给机器人设计一条无冲突的路径，使其安全到达目标点。[结论]研究成果可为水下机器人路径规划提供一定参考。
科考绞车系统关键技术研究现状与发展趋势
林珊颖;廉立志;李泽华;李文华;叶红霞;[目的]作为海洋科学考察的关键作业装备，科考绞车系统在深海资源勘探、地质采样及环境监测中承担着收放水下作业设备的核心功能。随着全球海洋资源开发进程的加速推进，科考船队伍的持续扩张对绞车系统提出了更高的性能要求，其市场需求也呈现显著增长态势。[方法]对不同科考绞车系统的功能及其应用场景进行梳理，对其关键技术进行总结，并对未来的发展趋势进行探讨。[结果]科考绞车系统轻量化设计、多层缠绕、排缆、波浪补偿等关键技术的应用可显著提高绞车的性能和作业能力，科考绞车系统将向重载化、智能化和模块化方向发展。[结论]研究成果可为未来科考绞车系统设计优化和相关技术改进提供参考。
均匀流叠加作用下海洋立管涡激振动响应特性
张锦涛;桑松;杜友威;吴祥钊;张文林;[目的]为了研究海流作用下海洋立管的涡激振动响应特性，[方法]基于计算流体动力学（CFD）和计算结构动力学（CSD），在流体域应用切片法和重叠网格方法建立黏性流场计算模型，在立管结构域应用有限元法建立立管三维计算模型，通过用户自定义功能端口（UDF）编程实现流体域和立管结构的双向、顺序耦合，构建立管涡激振动流-固耦合数值模型，并验证该数值模型的准确性。[结果]结果表明：立管横流向和顺流向无量纲位移均随叠加流振荡频率的增大而不断减小，不同的是横流向的减小幅度小，顺流向的减小幅度大。立管的横流向位移存在延迟效应，减速阶段横流向无量纲位移均方根值远大于加速阶段；顺流向位移变化也存在延迟效应。立管在顺流向位移达到较为稳定时，振动轨迹为“8字形”。[结论]研究成果可为深海立管设计提供一定参考。
深海载人平台二氧化碳吸收装置控制策略仿真分析
郭杨阳;夏彬;周鑫涛;赵远辉;徐蒙;[目的]为了提高二氧化碳吸收装置的能源利用率，[方法]建立深海载人平台二氧化碳吸收装置及标准试验台的数字化模型，提出兼顾二氧化碳体积分数和装置功率的深海载人平台二氧化碳吸收装置控制策略，并对标准试验台条件下定风量策略、阶段控制策略、间歇控制策略对二氧化碳浓度和装置功率的影响进行分析。[结果]结果表明：定风量控制、阶段控制能够实现二氧化碳体积分数的定量控制，在同一控制要求下，定风量控制的总功耗低于阶段控制；阶段控制、间歇控制可实现二氧化碳体积分数的区间控制，在同一控制要求下，间歇控制总功耗低于阶段控制；对于定风量控制，目标体积分数越低，风量需求越大，功耗越大。对于间歇控制，选择满足要求的最小风量，能够降低功耗和风机启闭频率，提高装置可靠性；改变阶段控制策略风量档位和体积分数限值，能够分别实现体积分数定量控制或区间控制；对于体积分数定量控制，控制体积分数越低，运行时间越短；对于体积分数区间控制，风量越大，运行时间越短。[结论]研究成果可为深海载人平台二氧化碳吸收装置控制策略提供一定参考。
气层滑行艇减阻特性分析
董明玉;仝哲;车霖源;邢磊;[目的]为降低高速艇的功率消耗，[方法]基于黏性流体力学数值计算分析方法，采用流体体积（VOF）多相流模型进行模拟，并与目标船型试验结果进行对比。在此基础上，研究通气量和航速变化对滑行艇摩擦阻力和总阻力的影响，并分析气层滑行艇的阻力特性。[结果]结果表明：当体积弗劳德数Fr_▽相同时，随着通气量的增大，总阻力和摩擦阻力的减阻率均呈现出明显的上升趋势；当Fr_▽≤1.3时，减阻率上升到一定值后便趋于平缓，并略微减小；而当Fr_▽>1.3时，通气量的增大导致减阻率的提高仍然呈现明显攀升的趋势。同一通气量下，随着Fr_▽的增加，减阻率呈现出波动的状态，有着明显的峰谷。[结论]研究成果可为分析气层减阻效果受到的影响因素提供一定参考。
基于LSTM预训练-Transformer修正的船舶运动极短期预报
张睿;孟帅;张小卿;刘震;封培元;[目的]为减少Transformer模型复杂度和推理时间，提高船舶运动极短期预报精度，[方法]提出将传统LSTM模型和改进的LSTM-OneShot模型进行预训练，借用梯度提升决策树(GBDT)算法和集成学习思路，基于Transformer模型引入注意力机制来修正预报残差。采用某远洋船在三级海况下时历数据进行试验。[结果]研究发现：1)在船舶运动曲线预报方面，Transformer修正可显著提高LSTM模型预报精度。在预报时长2 s时，拟合优度系数R2可从0.807提高到0.940;Transformer修正在一定程度上可提高LSTM-OneShot模型预报精度。在预报时长2s时，R2可从0.938提高到0.941;Transformer修正的LSTM-OneShot模型整体表现最佳。2)在船舶运动包络线预报方面，包络线的周期性在可行的输入序列时间不显著，多层感知机提取的历史特征成为干扰信息，导致LSTM-OneShot模型预报结果明显不如传统LSTM模型。在预报时长2 s时，R2从0.938降低至0.881；注意力机制修正可以显著提高传统的LSTM模型预报精度。在预报时长2s时，R2从0.938提高到0.963；注意力机制修正在一定程度上可提高LSTM-OneShot模型的预报精度，但是无法从根本上去除多层感知机带来的干扰信息。在预报时长2 s时，R2可从0.881提高到0.887;Transformer修正的传统LSTM模型整体表现最佳。[结论]研究成果可为船舶运动极短期预报提供一定参考。
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