- 贺玉海;卢玮;王勤鹏;杨闫航;
电磁阀作为船用氨燃料喷射系统中的执行部件之一，长时间工作易导致电磁铁过热失效，对喷射系统的性能具有重要影响。本文在电磁仿真软件Maxwell中搭建电磁阀中电磁铁的静态有限元模型，利用静态电磁场模型，研究电磁铁主磁极半径、磁轭厚度、衔铁厚度及残余气隙等参数对电磁阀静态性能的影响规律；其次利用Workbench和AMESim软件，建立电磁阀多物理耦合仿真平台，深入分析电磁阀的温升特性及动静态特性。仿真结果表明，温度场的主要热源来自线圈，其位置的温度最高达到125℃，并得到电磁阀温度场分布情况；电磁阀在励磁峰值电流20 A、保持电流5 A的条件下，电磁力能顺利开启主阀芯，即位移达到1.8 mm，同时满足最大工作流量800 L/min。各项特征均符合船用氨燃料喷射系统的要求。
2025年22期 v.47 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 2662K] [下载次数：39 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 孙聪;严孝钦;赵星宇;王超;
近年来，天然气作为高效、清洁的能源受到各国重视，作为海上天然气运输的重要设备，液化天然气船（LNG船）的烟流场是多年来研究者们所热衷的课题之一。为了能够掌握船舶周围烟流场的变化规律，为船上的工作人员提供规范的、具有安全性的作业规范。本文针对某一大型LNG船的烟流排放情况进行数值仿真分析，分析不同风向、风速及航速对船舶烟流排放轨迹及密度的影响规律，同时通过调整船体烟囱的高度对其进行优化，以进一步探究烟囱高度对烟流轨迹的影响规律，寻找适合的烟囱高度以减小烟流在船体上方的堆积。
2025年22期 v.47 10-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 2374K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 宋海通;邱群先;张振洲;陶烈;高亚军;
采用汇流环技术可在一定程度上解决电磁发射装置随动时大规模同轴电缆运动引起的范围受限等工程设计难题。本文建立汇流环接触界面电磁斥力和接触电阻数学模型，在实验室环境下开展百千安级脉冲电流传导实验。研究表明，百千安级脉冲大电流工况下，接触压力不小于F_a时，电流传导界面接触特征稳定，脉冲大电流传导密度最大达到1348.8 A/cm~2，接触电阻不大于16.5 mΩ。在满足传导界面接触电阻要求条件下，需要优先考虑降低单个电刷面积上的电流幅值，降低电磁斥力，更有利于工程化应用。研究结果可为电磁发射装置汇流环设计提供一种技术途径。
2025年22期 v.47 16-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2073K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王影;向阳;贾泽坤;
本文聚焦水下航行器的通海管道，将流体参数变化（包含管道负载压力、脉动频率、泵流量等）、通海口结构形式以及孔隙率设定为关键研究变量，充分考虑脉动激励因素，运用CFD数值仿真方法并结合UDF技术将脉动压力编译到流体，深入剖析通海管道内部复杂流场特性，并基于声类比理论，采用自动匹配层（AML）技术，开展声学特性研究。通过对比压力脉动下的流场压力、流噪声声压级等关键指标。研究发现，流体参数变化对通海口流噪声影响显著，负载压力、脉动频率、泵流量增加时，压力分布的不均匀性加剧，通海口流噪声声压级也随之升高。不同通海口结构形式在流速、声压级分布及降噪效果上存在明显差异，高频段格栅形与菱形降噪优势明显。孔隙率变化也会显著改变流场与噪声特性，随着孔隙率的增加，通海口流噪声整体呈下降趋势。本研究成果可以为水下航行器的工程实践应用提供参考。
2025年22期 v.47 22-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 2096K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陈鹏;张鼎;刘金鑫;
由于LNG船需要在众多液化天然气码头进行交易，因此系泊系统与码头的兼容性是此类船舶总布置的关键点之一。本文介绍了系泊系统的主要兼容项目，阐述了系泊系统设计的关键因素，包括系泊布置、系泊计算、环境组合、设计标准等，分析了3种典型的系泊兼容案例。案例A基于系泊至码头和标准OCIMF(Oil Companies International Marine Forum)环境；案例B基于系泊至码头、标准OCIMF环境以及码头要求的当地环境；案例C基于系泊至浮式储存再气化装置（船对船）和标准OCIMF环境。可以看出，对于特定的码头，系泊分析所选环境除了标准OCIMF环境外，还应基于码头的要求。当考虑波浪时，标准OCIMF环境中的风速必须降低，以满足OCIMF衡准要求。对于船对船系泊，系泊至码头和船对船的系泊缆绳均可通过降低风速来遵循OCIMF限制。这些发现有利于LNG船系泊系统的兼容性。
2025年22期 v.47 32-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1488K] [下载次数：16 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 白金川;胡高波;陈三桂;肖汉林;张涛;
针对目前多数重构位移场的方法在实际工程应用中存在测点数量多、位置要求高等问题，引入机器学习建立了应变与位移之间的关系，实现了位移场的重构。分析LSTM、Transformer Encoder在动态变形重构中的精度和鲁棒性；然后设计加工槽型结构搭建实验平台，对槽道侧壁进行动态加载，通过采集系统和激光位移传感器对应变、位移信息进行采集，对比分析测试集的动态预测结果与传感器的测试结果；最后，融合LSTM和Transformer Encoder这2种神经网络，提出一种新的LSTM-Transformer Encoder(LTE)网络。结果表明：测试集上LSTM网络重构的节点最大平均误差为0.610%,Transformer Encoder重构的节点最大平均相对误差为1.010%。LSTM网络相比Transformer Encoder网络具有更好鲁棒性的同时重构精度更高，提出的LTE网络在测试集上具有更小的MSE（均方误差）及更大的R2（模型拟合系数），在整体的表现上优于LSTM和Transformer Encoder。
2025年22期 v.47 38-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 2861K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张彬滨;王树山;张勃;于佳玮;周波;
大型运输船双层底结构作为承载货重的核心部件，其传统设计存在材料冗余的突出问题。本文针对船体结构的轻量化需求，通过Matlab编程对同一结构进行优化设计，系统对比变密度法、水平集法和BESO方法在高双层底实肋板中的适用性。研究中确保3种方法在工程条件上的一致性，包括相同的网格数、边界条件和体积分数范围。结果表明，BESO方法在处理复杂约束条件和实现结构边界的清晰性方面表现最优，优化过程更稳定，优化后的结构表现出了较高的强度，在实肋板结构拓扑优化设计过程中适用性更强。
2025年22期 v.47 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1873K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 宋志豪;曹辉;马蕊娜;樊智博;史斌杰;
为了改进与补充当前船舶机舱的操作指导，提出一种基于贝叶斯网络推理的操作推荐方法。首先，利用收集和分析实际机舱操作间逻辑关系与模拟器历史操作数据构建出贝叶斯网络模型；其次，结合模拟器操作的历史数据和专家经验确定设备状态与操作节点的先验概率表和条件概率表；最后，根据准确率优化贝叶斯推理模型并完成操作推荐。经过实验对比，可以得到基于贝叶斯网络的船舶机舱操作指引方法在应急发电机启动过程中42个节点操作指导准确率为92.86%，方差为0.000 8。在基于贝叶斯决策推理的船舶机舱操作推荐方法帮助下，能够有效确保操作的准确性和针对不同情况推荐的多样性。
2025年22期 v.47 53-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1764K] [下载次数：20 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陆虎;蒋玲林;刘厚林;孙巧梅;张洁;
为了探究气液两相条件下流型对离心泵出口压力脉动的影响规律，搭建离心泵气液两相流试验台，对比转速ns=78的离心泵进行了可视化试验，获得不同进口气体体积分数IGVF(Inlet Gas Volume Fraction)、不同清水流量下，模型泵的能量特性、出口压力脉动信号以及气液两相流型。研究结果表明，额定流量时，进口气体体积分数的增加导致模型泵内气泡的聚集和流型的演变，从泡状流逐步过渡到分离流；同时模型泵出口压力脉动呈现增强的趋势，叶轮转动频率（Axis Passing Frequency,APF）对应的压力脉动系数从IGVF=0.3%下的0.003 3上升至IGVF=4.5%下的0.007 4。IGVF=1.7%工况下，流量的增加使得气泡分布逐渐分散，流型由气囊流变为凝聚气泡流，泵出口压力脉动逐渐减弱，流动稳定性得到改善。在泡状流和凝聚气泡流阶段，泵的能量特性曲线斜率保持稳定，泵出口压力脉动的主频为叶片通过频率（Blade Passing Frequency,BPF）；而在气囊流和分离流状态下，能量特性曲线斜率显著增加，主频转变为APF。结果可为离心泵运行状态的监测提供依据。
2025年22期 v.47 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2467K] [下载次数：42 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王慧;章君强;鄢蕾;朱仁传;
处于滑行状态的滑行艇在波浪中运动的计算一直是滑行艇水动力特性研究的重点和难点。针对高速滑行艇，基于2D+T理论结合对称楔形体入水砰击模型，本文给出修正后的附加质量系数表达式，详细推导并建立滑行艇在迎浪中的非线性时域运动方程，自主开发数值计算程序，并以Fridsma滑行艇作为验证算例，开展高速滑行艇在迎浪规则波中的运动响应计算研究。本研究探讨滑行艇纵向离散剖面数量对运动结果的影响，确定合适的纵向离散剖面数量，选取傅汝德数为Fn为0.6和1.2工况，计算滑行艇在迎浪规则波中的运动响应结果并与试验数据进行了对比，验证所开发的时域运动程序的准确性。滑行艇高速航行时的平衡位置在静浮位置以上，体现了滑行艇高速滑行过程中垂向水动升力的影响。
2025年22期 v.47 68-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1879K] [下载次数：13 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张泽瑞;陈伟民;高玉玲;杜云龙;
为探究船舶航行侧向来风时上层建筑对旋筒风帆空气动力性能可能产生的影响，本文运用RANS方法，对目标旋筒风帆进行数值计算，得出其在不受上层建筑干扰情况下的空气动力性能，通过与风洞模型试验数据对比，以此确定旋筒风帆数值计算策略。在上层建筑环境下，针对2种布置方案的旋筒风帆开展不同风况下的数值计算研究，并绘制旋筒风帆的空气动力系数雷达图。结果表明，在风向角为90°时，相较于无上层建筑影响的情形，3D布置方案的推力系数降低了24.93%;6D布置方案的推力系数降低了11.01%。通过对比2种布置方案下旋筒风帆的空气动力性能，得出结论，上层建筑会对旋筒风帆的空气动力性能会产生负面影响，但这种干扰会随两者之间的距离增加而减小。
2025年22期 v.47 75-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1730K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 金键;倪克松;侯海量;李典;
为研究自由液面对船体板架在水下接触爆炸冲击下破口损伤的具体影响，采用数值方法模拟典型加筋板在水下接触爆炸作用下的毁伤破坏，通过与文献试验结果的对比验证数值方法的有效性。在此基础上，开展水平放置加筋板和竖直放置加筋板在不同水深条件下的接触爆炸数值仿真，分析无自由液面情况下静水压力对加筋板破口尺寸的具体影响，研究自由液面对加筋板破口损伤的影响机理和影响规律。结果表明，在无自由液面情况下，加筋板架破口尺寸随着静水压力的提高逐渐增大，但总体影响较小；而自由液面对破口尺寸的影响效果非常显著，随着装药与自由液面距离的减小，爆轰气团在膨胀过程中从自由液面处大量散逸，使得作用在加筋板架上的能量显著下降，其最终的破口尺寸也显著降低。
2025年22期 v.47 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2895K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 伍玉宙;于文龙;顾炎辉;
针对大型舰船在海洋动力学、密闭受限及恶劣工况等多环境耦合下舱室布局适应性不足的问题，以核心动力舱为研究对象，开展适应性设计与验证研究。分析了特殊环境对舱室布局的约束机制，构建核心功能优化-关键系统整合-动态适配升级的分模块设计方案，最后建立多物理场仿真-人因工程验证的一体化评估体系。结果表明，通过该设计方案，设备振动传递效率、舱内最高温度、应急响应时间与操作误差率均能满足预设标准，实现了预期的适应性设计目标。本文研究可为大型舰船动力舱及同类核心舱室的适应性设计提供技术支撑，可广泛应用于作战、保障及科研类舰船的新建与改装项目。
2025年22期 v.47 89-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1729K] [下载次数：12 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]
- 张亚斌;张逗逗;吕祥伟;王富明;徐泽林;
为解决目标机动导致相关纯方位跟踪算法无法使用的问题，通过深入分析变点检测领域AUC方法的基本原理，提出一种基于曲线下面积（Area Under the Curve, AUC)的纯方位机动检测方法。该方法利用目标机动前后方位序列发生变化的特点，直接将量测的方位序列作为纯方位目标机动检测的唯一输入，不依赖于纯方位目标跟踪算法解算结果。理论分析与仿真计算验证了该方法的可行性与有效性，为提高相关跟踪算法的适用性提供一种技术途径。
2025年22期 v.47 160-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1937K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李秋;
海洋信道受湍流效应干扰，使得在舰船跳频/扩频体制下通信数据呈现非平稳随机特性，难以在非平稳状态下提取数据的时序信道均衡度特征，降低了数据传输稳定性。为此，提出基于长短期记忆（Long Short-Term Memory,LSTM）的舰船通信大数据异常探测方法。构建舰船通信大数据平台架构中舰船端与岸端数据传输信道模型，计算舰船通信大数据平台舰船端与岸端传输舰船数据量，提取时序信道均衡度作为关键特征，将关键特征输入到LSTM模型中，利用其门控机制处理时序特征，最终实现舰船通信大数据异常探测。实验证明该方法能够深度挖掘微小时序信道均衡度特征，有效检测出舰船通信大数据异常状态，对异常结果进行防范后，舰船大数据通信带宽、吞吐量显著提升，舰船数据传输稳定性提升至98.5%。
2025年22期 v.47 166-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1917K] [下载次数：27 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王峰;韩凌波;
船舶通信网络在复杂海洋环境中面临多径效应、多普勒频移与信道时变等多重挑战，其关键节点的运行状态直接影响网络的稳定性。鉴于船舶航行环境的高度动态性和拓扑结构的时变性，难以在拓扑频繁变化与数据部分缺失的复杂场景下实现精准估计。为此，本文提出一种动态图神经网络的关键节点状态估计方法。通过构建边权重可变的动态图模型，量化链路质量并刻画拓扑演化；设计融合节点自身多源监测特征与邻域交互信息的图卷积输入层，结合注意力机制强化关键节点特征表达，并引入长短期记忆网络以建模节点状态的时序演化规律，构建端到端的状态估计模型。实验结果表明，所提方法在多种数据完整性与拓扑动态性场景下，均显著优于传统方法与现有动态图神经网络，具备更高的估计精度、更强的鲁棒性与更低的估计延迟，适用于高动态船舶通信网络中的实时状态感知与决策支持。
2025年22期 v.47 171-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 1316K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陆军;闫琰;
舰船目标检测在海洋交通监控、军事海防预警等领域具有重要作用。本文围绕形态学重构在舰船目标分割中的优化展开研究，阐述形态学重构理论基础，分析舰船图像特征，构建“自适应初始化-约束迭代重构-精准优化修正”的分割模型。基于HRSID数据集与自建光学数据集开展实验，通过α/λ敏感性实验确定最优参数，复杂海况鲁棒性实验显示本文模型在10级强浪下交并比（Io U）达0.693，分割性能对比实验表明本文方法准确率89.8%、F1分数88.5%、单帧处理时间0.12 s。本文方法可应用于低标注数据、实时性要求高的舰船检测场景，为复杂海况下高精度舰船分割提供轻量化技术方案。
2025年22期 v.47 175-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 1359K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 卫昆;郭红艳;
为适应舰船设备多源数据异构性与工况动态性，提出多源数据融合与机器学习的舰船设备故障预警方法。部署振动、温度、压力及转速传感器，构建分布式采集网络，考虑节点能耗实现三维空间传感器部署，采用嵌入式学习技术，通过线性判别变量调整多源数据权重，以融合多源数据，结合长短期记忆网络特征编码器与Softmax分类器，提取时序多源数据动态特征，实现舰船设备故障分类与预警。实验证明，该方法在线性判别变量取值为1时实现最优数据融合，在正常、恶劣海况及长时间运行工况下，主机、轴系、泵组设备融合数据质量分别达93.53%、95.26%、91.08%，预警时间裕度最高达52.18 s，特征分离度达91.44%，能够实现高精度、高可靠性故障预警，为船舶安全运行提供关键技术支撑。
2025年22期 v.47 180-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 1521K] [下载次数：13 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 韩冰;王仁强;
考虑舰船关键控制系统直接关联航行、动力等核心功能，此类系统的通信网络漏洞多与控制逻辑相关，难以获取节点内部运行日志，漏洞挖掘难度较大。为此研究新的舰船关键控制系统的网络安全漏洞挖掘方法。剖析舰船关键控制系统的组成结构、CAN网络节点构成及报文格式，明确ID标识字段与数据字段是网络安全漏洞的核心检测信息；提出基于舰船CAN网络报文信息熵的安全漏洞挖掘方法，通过计算网络报文信息熵与相对距离，分析正常与漏洞状态下报文分布的差异，从而识别异常报文来源，实现漏洞的精准挖掘。实验结果表明，该方法可精准挖掘漏洞报文ID,KL距离骤升至0.6以上，与正常网络报文形成明显区分，可准确挖掘舰船关键控制系统的网络安全漏洞。
2025年22期 v.47 185-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 1835K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]