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基于正则化方法的雪龙号破冰船冰载荷反演的研究 摘要: 本文研究了基于正则化方法的雪龙号破冰船冰载荷反演问题。通过建立反演模型,采用有限差分方法将问题离散化,并运用正则化方法进行处理。通过优化正则化参数,得到最优解,并对反演结果进行了分析和验证。最终,反演结果表明,该方法可以较好地反演出破冰船在不同冰厚下的冰载荷,具有实用价值和研究意义。 关键词:破冰船,冰载荷反演,正则化方法,有限差分法 Introduction: 随着北极地区的开放和航运的需求增加,破冰船的重要性日益突出。而破冰船在冰上航行时,会受到海冰的阻力和压力,因此需要对破冰船在不同冰厚下的冰载荷进行反演。然而,由于冰的物理性质复杂以及反演过程中存在不确定性等问题,使得冰载荷反演问题具有一定难度和挑战性。因此,本文提出了一种基于正则化方法的反演方法,旨在解决这一问题。 Method: 本文将冰载荷反演问题作为一个逆问题,通过建立逆问题模型,在有限差分法的基础上运用正则化方法求解。具体步骤如下: (1)建立逆问题模型:将破冰船看作一根杆,通过对杆的形变进行分析得到冰载荷的大小及分布情况,建立冰载荷反演模型。 (2)离散化:将模型进行离散化处理,采用有限差分法对问题进行离散展开,得到线性反演方程组。 (3)正则化:由于逆问题具有不适定性和不唯一性等问题,需要通过正则化方法进行处理,使问题具有稳定性和唯一性。本文采用Tikhonov正则化方法对问题进行处理。 (4)求解:通过解反演方程组求解出冰载荷,同时需要优化正则化参数。 (5)分析与验证:对反演结果进行分析和验证,比较反演结果与实际情况的差异并得出结论。 Result: 本文采用基于正则化方法的反演方法,反演了雪龙号破冰船在不同冰厚下的冰载荷。通过优化正则化参数,得到了最优解,并进行了分析和验证。结果表明,该方法可以较好地反演出破冰船在不同冰厚下的冰载荷,具有实用价值和研究意义。 Conclusion: 本文提出了一种基于正则化方法的雪龙号破冰船冰载荷反演方法,通过建立逆问题模型,离散化处理,正则化处理和优化参数求解,成功反演出破冰船在不同冰厚下的冰载荷。该方法具有较高的准确性和实用性,在破冰船设计和北极航线规划等方面具有一定的参考价值。

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