基于视觉显著性的高分辨率遥感影像舰船检测

通过研究、分析现有基于遥感影像的舰船检测算法,提出了基于Itti视觉显著度模型改进的高分辨率遥感影像海面舰船检测方法,该方法利用海面舰船相对于海面背景信息视觉关注高的特点,参考视觉显著度模型计算原理,对高分辨率遥感影像中的颜色、亮度、方向、纹理等特征进行有效提取,然后利用归一化方法将不同特征融合,形成有利于舰船目标提取得视觉显著度图,最后对生成的视觉显著度图进行阈值分割和精细化处理获得最终的舰船检测结果。与传统舰船检测算法相比,本文算法能够有效检测复杂海面背景下的舰船目标,减少了单一特征变化对检测精度的影响,提高了检测准确率,具有较好的抗噪性和较强的鲁棒性。     

尾流中悬浮拦截弹环境噪声特性研究

尾流自导鱼雷对水面舰艇构成严重威胁。 为了把悬浮拦截弹被动拦截方式从非尾流区域扩展到尾流区,拦截尾流自导鱼雷,需要研究尾流内噪声特点,分析出拦截弹在尾流区的环境噪声特性。 基于悬浮拦截弹对不同吨位舰船尾流噪声进行研究,结合高阶累积量从概率论的角度出发,计算了尾流噪声的斜度和峰度随尾流年龄的变化规律;噪声斜度判断噪声是否满足对称分布,峰度判断噪声是否为高斯信号。 将实测数据与仿真数据峰度和斜度进行比对,得出结论：舰船尾流噪声环境可以近似看作是高斯信号,服从对称分布,且该分布特性与舰船吨位不相关。     

基于非定常面元法的海上浮式风机气动性能研究

对于海上浮式风机而言,由于受到剪切风、塔影效应、浮式基础运动等因素的共同影响,其气动载荷会更加复杂,因此如何准确快速地对海上风力机的气动性能进行预估显得尤为重要。基于速度势的非定常面元法理论,研究海上浮式风机气动载荷特性,编制了相关的计算程序。以NREL 5 MW风机为例,建立了叶片和尾流的三维数值模型,计算得到了不同风速下风机的输出功率以及叶片表面的压力分布,对比数据结果分析了该方法的可靠性。针对非定常流动,模拟了剪切风和塔影效应的作用,并重点分析了浮式基础运动对风机气动载荷的影响。研究表明,浮式基础的纵荡和纵摇会增加输出功率的波动幅值,艏摇运动会导致单个叶片上的气动载荷产生较大的波动,为浮式风机叶片控制提供了参考。     

基于谱分析原理和频率响应法的舰船纵摇运动分析

为了掌握高海况下舰船的纵摇运动规律并对其进行准确预报,分析了舰船的纵摇运动规律。运用谱分析原理和频率响应法,分别在 4 级、5 级和 6 级海况下,根据海浪谱密度函数和舰船的纵摇频率响应函数,求得其纵摇运动谱密度函数;再运用公式推导,得到其纵摇运动的时域函数;使用 MATLAB 仿真软件对舰船进行纵摇运动仿真,得到 3 种高海况条件下的舰船纵摇运动时域函数图像,并验证仿真结果的准确性。 仿真结论：在高海况下,海况等级对舰船纵摇影响显著,海况等级越高,舰船纵摇的角度值范围就越大。以某型舰船为例的预报结果：在 4 级海况下,舰船纵摇的幅度在±6°之间;在 5 级海况下,舰船纵摇的幅度在± 15°之间;在 6 级海况下,舰船纵摇幅度可以达到±30°之间。     

潮流能水轮机仿真及尾流场分析

为了研究潮流能水轮机尾流场的变化规律,本文在水平轴水轮机现有理论基础上,采用计算流体力学技术建立了数值模型,计算了水轮机的功率特性,进行了网格独立性验证,比较了模型中旋转区域不同对结果的影响。仿真结果与试验结果进行了对比分析,验证了数值模型的有效性。研究了全工况下尾流场速度衰减随尖速比和距离变化的规律,结果显示在小尖速比下尾流场速度恢复情况相对大尖速比下较好;靠近水轮机轮毂中心线位置处,衰减相对较大。研究建议水轮机在同等功率表现下尽量选择在小尖速比下工作,水轮机组在实际排列时避免采用成列布置,水轮机设计阶段应综合考虑功率特性和尾流场衰减。本文研究内容可以为潮流能水轮机的研究以及阵列式应用提供参考。     

基于尾流振子模型的海底管跨动力特性研究

以海底细长柔性管跨结构为研究对象,分析了当管外流体流经管道时产生涡激振动的动力学特性及其相关影响参数。为了考察海底管跨的振动响应,将尾流振子模型与管跨的振动方程相结合,得到了流固耦合系统的振动响应分别由两个变量为管跨位移和尾流举升力的偏微分方程描述。使用van der Pol非线性振子模拟作用在管跨上的振动尾流,通过实例的计算与分析,确定几个重要参数对管跨振动响应的影响程度。     

结构与尾流非线性耦合涡激振动预测模型

预测圆柱涡激振动的尾流振子模型中,通常采用线性的耦合模型,例如位移或者速度、加速度耦合来表征结构对尾流的作用。三种线性模型在预测圆柱锁频阶段的动力特性时存在差异,而且适用范围也受质量比的限制。提出了考虑结构与尾流动力非线性耦合的模型,该模型基于加速度耦合并结合速度耦合进行修正,适用范围不受质量比的影响;与实验结果的对比表明该模型可以更合理地给出锁频区域以及结构位移响应和尾流升力。最后,利用新模型讨论了质量比对锁频阶段结构振动幅值、尾流升力及频率比的影响;结果表明,随着质量比的增大,结构锁频区域变窄,结构振幅和尾流升力幅值减小。     

2007年济南“7.18”大暴雨的持续拉长状对流系统研究

利用常规观测、中尺度自动站、卫星和雷达等资料,分析了2007年7月18-19日造成华北南部强降水的持续拉长状对流系统(Permanent elongated convective system,简称PECS)的发生和发展过程.结果表明:持续拉长状对流系统的发生发展与低层来自东北方向冷空气和正在减弱的中尺度对流复合体尾部的向外气流有关.云图分析表明:这次持续拉长状对流系统先后南10个对流单体复合而成,其中2个α中尺度的对流单体复合时造成了济南市北部的商河县强降水,并且强降水发生在持续拉长状对流系统发展阶段,位于持续拉长状对流系统的后部,与低于201 K的冷云盖相对应;当对流单体复合时,在可见光云图上出现云线(即飑锋).并且在窄小的云线中又包含4个γ中尺度的对流单体,其中一个产生高达13 km的降水回波;当云线出现时,地面冷锋后部出现γ中尺度雷暴高压,随后逐渐发展成为α中尺度的雷暴群,降水产生在雷暴高压前和冷锋后.济南市强降水过程则是由合并后的对流单体内部的2个强度不同的上冲云顶合并成一个更强的上冲云顶时造成的.雷达同波分析进一步显示,这次持续拉长状对流系统降水回波表现出后部扩建类和同波交叉类的特征,其中商河县的降水由主冷空气涌产生,而济南市强降水可能与主冷空气涌与次冷空气涌合并所形成的2个β中尺度和1个γ中尺度的多单体雷暴有关.     

非均匀流中立管涡激振动模型预测分析

文中分析了非均匀流中,张紧式海洋立管的涡激振动,采用新的加速度耦合尾流振子模型作为预测细长海洋工程柔性结构的计算工具,将预测结果中的横向位移包络线及最大幅值与实验观测值、shear7软件计算值进行了对比,可以发现模型的计算结果与实验观测结果吻合得很好.     

建筑物对称性对大气输移特性影响的模拟研究

运用修正的k-ε双方程湍流模型分别对非对称性建筑物和对称性建筑物周围的流场和污染物浓度场进行模拟,计算出地面风速为3 m/s时不同建筑物周围的流场与污染物浓度场分布。结果表明:建筑物的形状对建筑物周围风场和污染物浓度场有明显的影响,不同形状建筑物尾流区形态各不相同。数值模拟结果对研究建筑物周围的传输特性有一定的指导意义,并对污染物的扩散机理进行了探讨。