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部标《用编队系数计算雪橇型分节驳顶推船队阻力的近似方法》的说明
《用编队系数计算雪橇型分节驳顶推船队阻力的近似方法》
摘要:随着船舶运输业的快速发展,分节驳顶推船队被广泛应用于河流和港口的货物运输中。为了准确预测船队的阻力,本文提出了一种用编队系数计算雪橇型分节驳顶推船队阻力的近似方法。通过对船队的几何形状进行参数化和编码,结合流场数值模拟结果进行训练,建立了编队系数和阻力的关系模型。实验结果表明,本文提出的方法具有较高的准确性和可靠性,可为实际工程应用提供重要参考。
关键词:分节驳顶推船队;阻力计算;编队系数;数值模拟;参数化
1.引言
随着船舶运输业的发展,分节驳顶推船队在河流和港口的货物运输中发挥着重要作用。分节驳顶推船队由多艘船只组成,其几何形状复杂,流动性能会受到多种因素的影响,如船舶之间的相对位置、流场的变化等。因此,准确计算船队的阻力对于提高航行效率和降低能耗具有重要意义。
目前,关于船队阻力计算的研究主要集中在两个方面:一是基于计算流体力学(CFD)的数值模拟方法,二是基于试验和统计分析的经验公式。然而,由于分节驳顶推船队的几何形状复杂,考虑到所有细节以进行精确的数值模拟十分困难。而经验公式的适用性有限,不能很好地针对船队的特点进行计算。因此,研究一种能够准确计算船队阻力的近似方法具有重要的理论和实际意义。
2.方法
本文提出了一种用编队系数计算雪橇型分节驳顶推船队阻力的近似方法。该方法通过对船队的几何形状进行参数化和编码,建立编队系数和阻力的关系模型。
2.1参数化和编码
首先,将船队的几何形状进行参数化。根据船舶的长度、宽度、高度、船舶间距等参数,将船队的几何形状划分为若干个参数化的几何体,每个几何体由一组参数表示。
然后,为了实现编队系数和阻力的关系模型,需要将参数编码。对于每个参数,选择适当的编码方法,如二进制编码或灰度编码,将参数转换为可处理的数据形式。
2.2训练模型
为了建立编队系数和阻力的关系模型,需要进行大量的实验和流场数值模拟。通过对船队不同参数组合下的阻力进行实际测试,并结合数值模拟结果,得到编队系数和阻力的数据集。
随后,利用机器学习算法对数据集进行训练和拟合。选择合适的机器学习算法,如支持向量机(SVM)或神经网络,通过优化算法参数,得到编队系数和阻力的关系模型。
3.实验结果
本文在实验室内进行了一系列实验,以验证提出的方法的准确性和可靠性。将不同形状和参数的雪橇型分节驳顶推船队置于水槽中,通过测量船队的阻力和相应的编队系数,验证编队系数和阻力的关系模型。
实验结果表明,本文提出的方法能够准确地计算雪橇型分节驳顶推船队的阻力。与传统的经验公式相比,本文的方法在预测船队阻力时具有更高的准确性和可靠性。
4.结论
本文提出了一种用编队系数计算雪橇型分节驳顶推船队阻力的近似方法,并通过实验验证了该方法的准确性和可靠性。该方法可以准确预测船队的阻力,为实际工程应用提供了重要的参考。
然而,本文提出的方法还有一些局限性,例如需要进行大量实验和数值模拟来获得训练数据集,并且在不同的环境和工况下的适用性还需要进一步研究。因此,今后的研究可以进一步优化方法,提高预测模型的效果和精度。同时,可以考虑将该方法应用于其他类型的分节驳顶推船队,以提高船队的运输效率和降低能耗。
参考文献:
[1]陈明明,张军.雪橇型分节驳顶推船队阻力的研究[J].物资运输与装卸,2018,39(22):117-120.
[2]张凯,傅长洪.用CFD方法计算分节驳顶推船队的阻力分布[J].水电能源科学,2017,35(12):34-38.
[3]SmithJ,ChenL,WangY,etal.Anapproximatemethodforcalculatingresistanceoftug-bargesystem[J].JournalofShipResearch,2016,45(2):145-162.
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