江苏科技大学学报(自然科学版)

船舶与海洋工程

  • 基于改进CBBA算法的LNG船建造过程中舱内AGV任务分配研究

    王庆丰;欧阳凌;王洁涵;高玉珍;周恒;

    针对薄膜型液化天然气(liquefied natural gas, LNG)船舱内自动导引车(automated guided vehicles, AGV)任务分配耗时较长,提出了AGV物资转运任务的数学形式表述.基于此,构建了一个旨在最小化AGV总行程和任务完成时间的仓储AGV任务分配模型.为了求解这个模型,文中提出了一种分布式CBBA(consensus-based bundle algorithm)拍卖算法且对其加以改进优化.借助MATLAB平台对改进前后的CBBA算法进行仿真实验,结果显示原始CBBA算法在历经412次优化迭代后,目标函数达到了最小值,此时目标函数的数值为810,用时387 s,而经过改进后的CBBA算法则在优化次数为100次时,就使目标函数达到最小值,此时目标函数的值为586,用时229 s.改进后CBBA相较于传统分布式CBBA,成功实现了AGV行驶总路程缩减27.65%、任务完成总耗时降低40.83%的目标.结果证实了改进算法在减少AGV行驶距离、缩短任务完成总体时长以及降低通信交互次数方面的显著成效,提升了AGV任务分配的整体效率.

    2025年05期 v.39;No.212 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 955K]
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  • 基于深度学习的造船先行中日程工期预测

    朱安庆;田亮;姚飚;茆学掌;

    针对标准工期模式管理下的先行中日程月度计划刚性不足、频繁修改等问题,综合考虑分段生产要素、天气等影响,通过深度学习挖掘分段生产数据和天气对工期的影响,构建工期预测模型.训练结果表明,该模型在R~2、ε_(MAE)和ε_(RMSE)相较于其他模型上均表现出显著的优势.经验证,可在发布先行中日程计划时,为先行中日程计划可完成性分析提供决策支持,进一步提升计划刚性.

    2025年05期 v.39;No.212 8-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1127K]
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  • 基于代理模型的水下航行体减振与轻量化优化研究

    吴启;娄月新;王珂;孔德冬;夏茂龙;

    轻质低振是水下航行体设计过程中所追求的重要目标,采用新结构和新材料以提升综合性能是水下航行体结构设计的重要研究方向之一.论文基于代理模型方法对新型水下航行体结构轻质低振性能开展多目标优化研究.以蜂窝新型结构作为水下航行体艏部的基础结构形式,采用最优拉丁超立方法进行蜂窝夹芯结构的参数试验设计分析;针对结构动力学数值模拟计算效率低的问题,开展基于径向基神经网络法的蜂窝夹芯结构轻质低振性能代理模型研究;结合径向基神经网络法和NSGA-Ⅱ法,完成蜂窝夹芯结构优化设计.研究结果表明:应用代理模型可以在保证优化质量基础上提高优化效率,降低优化成本.优化后的蜂窝夹芯结构的轻质低振性能较传统水下航行体结构得到较大提升.

    2025年05期 v.39;No.212 13-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1257K]
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  • 嵌入式风险视域下中国船舶产业协同低碳创新网络演化机理研究

    徐兰;秦颖萱;

    在全球气候变化与能源转型背景下,基于复杂网络理论,将2009—2023年中国船舶产业低碳技术专利数据划分为3个时段,构建创新网络.从结构与关系双重嵌入视角出发,通过动态与静态风险下的稳定性测度指标及仿真分析,探讨嵌入性风险对网络功能演变的影响.研究发现,经过风险嵌入后网络变化遵循了“结构脆弱型—枢纽强化型—多主体协同型”的演变过程,大型企业和掌控垄断资源的公司,其结构嵌入行为对网络结构形成强烈破坏力,演化速度随着枢纽强化型特征的凸显而加快;而更多外围企业进入并形成产业链的嵌入行为对网络稳定性具有促进作用,随着多主体协同型特征的凸显而加快;创新网络上关系嵌入推动网络结构向耦合方向发展.在此基础上,提出增强中国船舶产业协同低碳创新网络稳定性的具体方法和建议.

    2025年05期 v.39;No.212 21-27+35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1632K]
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  • 基于TCN-Transformer-DSCNN的船舶发动机轴承故障诊断方法

    申思宇;杨奕飞;谈敏佳;

    针对现有船舶发动机轴承故障诊断方法存在时间特征提取不完整和诊断效率低等不足,提出了一种基于新的深度学习模型TCN-Transformer-DSCNN的故障诊断方法.首先对时域卷积网络(temporal convolutional network, TCN)和Transformer的输出特征融合,弥补了单一网络时间维特征提取不完整.其次,通过门控融合模块对双网络输出特征进行动态加权,防止了融合特征时信息的冗余和冲突.最后,利用轻量化深度可分离卷积网络(depthwise separable convolutional neural network, DSCNN)细化通道空间特征,实现了多维特征提取.由真实船舶发动机轴承数据集的实验评估表明,所提模型在正常诊断下准确率可达99.74%,在3种噪声(-2、0、2 dB)环境下准确率分别达到了99.29%、99.36%、99.62%,均优于CNN、MLP、VGG、Transformer以及InceptionTime等常用故障诊断模型.模型在多维特征提取方面具有鲁棒性和有效性,为复杂海洋工程场景中的故障诊断提供了可靠的解决方案.

    2025年05期 v.39;No.212 28-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1538K]
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  • 基于LCR波传播机理的金属构件内应力超声检测系统研究

    周涛;李国超;卫蓉;赵俊杰;史国庆;陈振江;吴恒恒;周宏根;

    针对金属构件内应力检测中临界折射纵波(longitudinal critically refracted, LCR波)分离不精确而导致精度不足的问题,提出了一种基于声弹性理论的超声检测方法.基于超声波在金属构件内传播的机理模型,准确分离临界折射纵波,采用LCR波的第一个波谷作为峰值法求解基点,降低数据噪声,提升信号稳定性,在此基础上,开发了超声应力检测系统.实验结果表明,该系统在0~215 MPa应力范围内的测量误差小于15%,具有较高的准确性和稳定性.

    2025年05期 v.39;No.212 36-42+77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1522K]
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  • 基于HP滤波和自回归求和移动平均的齿轮泵磨损温升预测方法

    王晓晖;陈彪;高文科;张鑫;苗森春;

    为定量评估齿轮泵运行状态,基于外特性参数温度,提出一种滤波方法和时间序列模型结合的齿轮泵油温预测方法.首先,基于HP(Hodrick-Prescott)滤波方法对齿轮泵油液试验温差数据进行分解,提取趋势项时间序列,然后通过时间序列分析方法构建HP自回归整合移动平均(Hodrick-Prescott autoregressive integrated moving average, HP-ARIMA)模型预测齿轮泵油液温差,最后分析了预测步长对模型精度的影响.结果表明:基于HP-ARIMA(5, 2, 0)模型的预测结果与6组试验温差数据的平均绝对百分比误差小于0.58%,其比传统时间序列模型预测结果的平均绝对百分比误差减少了1.71%,因此,HP-ARIMA(5, 2, 0)模型在齿轮泵磨损温升预测方面具有较好的准确性和适应性;但需注意的是,该模型的预测步长超过40步后精度下降迅速,建议该模型最大预测步长不超过40步.

    2025年05期 v.39;No.212 43-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1074K]
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  • 多粒度图卷积网络在节点分类任务中精度研究

    丁彦;宋晶晶;倪航;李会格;张勇;

    传统的图卷积网络通常仅关注节点级别的特征提取,忽视了图数据中蕴含的多粒度信息.这种单一粒度的特征建模方式限制了模型在处理复杂图结构数据时的表现.为了解决这一问题,提出了一种新的图卷积网络学习框架——多粒度图卷积网络(multi-granularity graph convolutional network, MGCN).该框架借鉴了多粒度学习的思想,通过基于图结构的粗化方法生成新的图,从而捕捉图数据的全局信息,使得模型不仅能够学习节点本身的特征,还能深入挖掘图数据中的细节信息.为了验证所提方法的有效性,在4个数据集上对比了MGCN与其他11种图卷积网络模型,实验结果表明:MGCN在节点分类任务中的分类精度方面表现出显著的优势.

    2025年05期 v.39;No.212 50-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1233K]
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  • 基于格子Boltzmann方法纳米燃油液滴蒸发研究

    张占鹏;梅德清;蔡茂春;胡千杰;张煜奇;

    应用多松驰时间(multiple relaxation time, MRT)伪势耦合颜色梯度多相模型,模拟CeO_2纳米燃油单一液滴蒸发过程,探索纳米燃油浓度在蒸发过程中的变化情况和纳米粒子浓度及纳米粒子直径对蒸发过程中浓度场和温度场的影响.结果表明:随着蒸发过程的进行,纳米燃油浓度逐渐升高;当纳米燃油初始浓度从50 mg/L增加到150 mg/L时,液滴蒸发速率提高约12.5%;当纳米粒子直径从80 nm减小至20 nm时,蒸发速率提高约8.7%.此外,液滴蒸发过程中,在液滴表面形成向外扩展的温度边界层,且随着纳米粒子浓度的增加,液滴的瞬时加热时间缩短约17.2%,从而加速相变过程.

    2025年05期 v.39;No.212 59-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1212K]
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  • 考虑需求不确定的多周期应急物流LAP问题

    刘昊;胡青蜜;胡彦;

    针对应急物资配送的多周期性与不确定性,以多级应急物流网络为背景,以应急物资配送时间最小为目标,构建应急物资配送中心选址-分配优化模型.基于随机规划理论,运用机会约束方法,以消除约束条件中的不确定参数,并使用CPLEX求解器对模型求解,求解得到应急配送中心选址结果和对受灾点的分配方案.最后,以四川地震为案例背景,对关键参数进行敏感度分析,验证模型的有效性.研究结果表明,启用的配送中心数量越多,救援总时间越小,相关结论可为灾后应急管理决策提供较优的应急物资选址-配送方案.

    2025年05期 v.39;No.212 67-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2924K]
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  • 焊接材料组合对AH36/316L不锈钢复合板焊接接头性能的影响

    李斌;曾周燏;杨雪冰;石寅辉;李伟;邹家生;

    AH36/316L不锈钢复合板兼具碳钢良好的力学性能和不锈钢优异的耐腐蚀性能,目前是化学品船建造领域的研究热点之一,但其焊接工艺的复杂性限制了该类型材料的应用.文中针对(7.5 mm+3 mm)的AH36/316L不锈钢复合板开展药芯焊丝气体保护焊试验,分别采用GFL-71(基层焊接材料)+GFL-309MoL(过渡层+复层焊接材料)、GFL-71(基层焊接材料)+GFL-316L(过渡层+复层焊接材料)、GFL-309MoL(基层、过渡层和复层焊接材料)以及GFL-316L(基层、过渡层和复层焊接材料)4种焊接材料组合方式完成不锈钢复合板基层、过渡层和复层的焊接,并重点探究不同的焊接材料组合对焊接接头力学性能和腐蚀性能的影响.研究结果表明:当基层、过渡层和复层均采用GFL-309MoL焊丝时,焊接接头的力学性能、晶间腐蚀性能和电化学腐蚀性能最佳,此时接头不锈钢侧的焊缝显微组织主要由奥氏体和铁素体组成.当基层采用GFL-71焊丝、过渡层和复层采用GFL-316L焊丝时,焊接接头晶间腐蚀弯曲后在熔合线处发现了肉眼可见的裂纹,不能满足使用要求.

    2025年05期 v.39;No.212 78-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1720K]
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  • 水溶性有机小分子荧光探针在金属离子检测方面的研究进展与展望

    秦文龙;刘颖果;许海燕;

    神经退行性疾病、癌症和心血管疾病等多种疾病与金属离子的异常水平息息相关,金属离子的生物富集大部分是由水污染引起的,因此,设计与制备具有高度水溶性金属离子检测荧光探针具有重要的意义.同时,相较于传统的分析方法,荧光探针具有灵敏度高、选择性好、操作简单等优点,已成为金属离子检测领域的研究热点之一.其中,水溶性荧光探针因具有良好的水溶性,可以广泛用于生物和环境系统中微量金属离子的检测,越来越受到研究者的关注.文中归纳了近几年水溶性荧光探针分子的设计、合成,机制和其在金属离子检测方面的应用及未来展望.

    2025年05期 v.39;No.212 85-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1558K]
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  • 席夫碱类荧光探针检测铝离子的研究进展与展望

    林宇晨;韩骁;刘颖果;许海燕;

    铝由于其优异的物理、化学性能,在生产、生活、工业、农业、航空、食品等方面得到了广泛的应用.随着工业生产和科技发展对这一资源的需求激增,铝的开采量急剧增加,这种大规模的资源开发,给人类的健康带来了前所未有的挑战.此外,铝也被认为是造成阿尔兹海默症、帕金森综合症以及骨质疏松等疾病的重要原因之一.因此,发展高灵敏度、高选择性、快速简单地检测铝离子荧光探针,对于保护环境、保障人体健康均有重大意义.本综述涵盖了基于罗丹明,香豆素等荧光基团设计合成的席夫碱荧光探针,以及这些荧光探针在临床诊断、药物研发和环境监测等领域的最新应用成果,并对荧光探针的未来发展方向进行了展望.

    2025年05期 v.39;No.212 95-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1316K]
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  • 基于无机金属阴离子的调控设计高相变温度的有机—无机杂化材料

    曹庆玲;朱婕妤;赵佳佳;施彩虹;钟文贺;陈立庄;

    本研究旨在合成3种具有高相变温度的零维有机-无机杂化金属卤化物,并系统探讨其相变特性及其调控机制.采用自然挥发法,以N-乙基吗啉作为有机配体,通过在无机组分中引入不同金属离子(Mn、Co、Zn),有效调控晶格内的分子间作用力.不同金属离子的引入使得N-H…Br氢键的键长逐渐缩短,从2.883?减小至2.860?,进一步缩短至2.769?,从而增强了有机-无机界面间的相互作用,显著提高了相变温度.具体而言,合成的化合物依次在432 K/375 K、452 K/394 K和457 K/398 K附近发生了可逆相变,展示出显著的热稳定性和相变特性.通过金属离子的选择和配位效应,成功调控了有机-无机杂化材料的相变行为.该研究为设计高相变温度的有机-无机杂化化合物提供了新的思路,并推动相关功能材料的进一步发展.

    2025年05期 v.39;No.212 102-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1242K]
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  • 《江苏科技大学学报(自然科学版)》投稿须知

    <正>《江苏科技大学学报(自然科学版)》(双月刊,国内外公开发行)是由江苏省教育厅主管、江苏科技大学主办的理工类学术期刊,主要刊载船舶与海洋工程、土木工程、机械工程、能源与动力工程、材料与焊接工程、信息与控制工程、管理工程、数学、物理、化学、生物,以及有关交叉学科的最新研究成果,特色栏目是船舶与海洋工程。本刊被国内外多种权威检索系统或数据库收录,是全国中文核心期刊,中国科技核心期刊,RCCSE中国核心学术期刊。本刊在发表校内作者的工程技术和基础学科领域最新研究成果的同时,有选择地发表校外作者省部级以上基金课题的产出论文。

    2025年05期 v.39;No.212 107页 [查看摘要][在线阅读][下载 687K]
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