江苏科技大学学报(自然科学版)

船舶与海洋工程

  • 基于航行状态的多元避碰周界研究

    刘浩;丁仕风;周利;刘仁伟;

    为实现船舶智能航行,建立基于船舶航行状态的多元避碰周界.通过识别船舶航行风险,分析避碰双方的主尺度、航速、航向等多元因素对航行安全的影响机制,提出危险周界和预警周界的解析表达方法,构建面向海上安全航行的多元避碰周界.通过实例分别模拟了多航行状态的船舶和复杂海上障碍物的数字化安全界限,初步验证了多元避碰周界的可行性,可作为船舶避碰决策、船舶智能航行的理论参考.

    2024年02期 v.38;No.203 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 391K]
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  • 半潜式起重拆解平台建造风险评估

    王庆丰;张懿军;孙剑;王坤鹏;

    提出了一项包涵多数基本风险参数的整体风险评估模型,用于全面评估半潜式起重拆解平台的风险值.所应用的模型是三角模糊数、区间值毕达哥拉斯模糊(IVPFS)、优劣解距离法(TOPSIS)和灰色关联分析(GRA)的集成.将开发的IVPFS-TOPSIS-GRA应用到半潜式起重拆解平台建造风险评估的项目中:首先,应用三角模糊数获得了专家的重要性权重;其次,为避免决策者的主观性太强,提供了一种结合主观权重和基于相似度的客观权重的加权方法;再次,在区间值毕达哥拉斯模糊环境下结合TOPSIS-GRA获得已识别安全风险的最终排名.此外,进行了敏感性研究,验证所提出方法的鲁棒性和稳定性.通过对建造生产管理风险因素辨识的数据分析,得到建造生产管理风险的重点风险隐患区域:交叉作业生产管理区.结果表明,所提出的模型可以帮助专家在用模糊性和主观性语言处理的模糊环境中进行风险评估,克服了常见定量估计和定性估计的局限性.

    2024年02期 v.38;No.203 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K]
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  • 基于高阶半解析移动脉动源法的船舶波浪增阻数值计算研究

    杨云涛;张凤伟;严琦;朱仁传;

    在三维势流理论框架下,以移动脉动源格林函数为核函数构建边界积分方程,采用九节点高阶曲面单元进行离散求解速度势,建立了波浪中航行船舶运动响应和波浪增阻的计算模型.为了避免数值计算的不稳定,积分方程中的影响系数采用了半解析公式进行计算.求解波浪增阻时,采用将辐射能量法、Salvensen法和短波半经验公式相结合的混合法,以便能够在全频率范围内得到令人满意的结果.在此基础上,自主开发数值程序对不同船型在不同频率、航速下的运动响应和波浪增阻进行预报.通过将预报值与试验及其它数值方法的结果进行对比发现,文中方法的数值结果与试验值吻合良好,对于不同船型和工况均有着良好的适用性;相比传统基于数值求积公式的移动脉动源法,高阶半解析移动脉动源法计算更为稳定(尤其对于存在外飘的船型),且由于采用了高阶格式,在共振频率附近的预报精度比常值元法更高.

    2024年02期 v.38;No.203 15-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 478K]
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  • 铜锌锡硫基薄膜太阳能电池中锌基缓冲层的研究进展

    张琳;袁妍妍;吴昕智;陈阳;王近;

    由多层结构组成的薄膜太阳能电池具有低成本、易生产、稳定性高等优点,解决了晶体太阳能电池原料要求高以及制备工艺复杂等缺点,其中的缓冲层材料作为薄膜太阳能电池中的重要组成部分一直是研究重点.近年来,无毒、环保且能获得较高光电效率的缓冲层材料引起学者的广泛研究.文中以铜锌锡硫基太阳能电池为例,综述了有关硫化锌(ZnS)、氧化锌(ZnO)、氧硫化锌(Zn(O,S))、氧化锌锡(ZTO)和氧化锌镁(ZMO)缓冲层材料在薄膜太阳能电池中的应用.详细阐述了5种缓冲层材料的制备方法、性能变化、应用前景以及对太阳能电池转换效率的影响,以期为未来制备高效环保薄膜太阳能电池提供有效参考.

    2024年02期 v.38;No.203 23-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 280K]
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  • SnAgCu/SnBi混装焊点的热循环可靠性研究

    王凤江;董传淇;

    Sn-Bi和Sn-Ag-Cu混装焊点是利用低熔点的Sn-58Bi锡膏将高熔点的Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)的小球回流焊接在印制电路板(PCB)上,从而实现高温芯片的低温焊接工艺.文中研究了SnAgCu/SnBi混装焊点在热循环条件下的可靠性并通过有限元模拟揭示了混装焊点热循环可靠性的应变演变行为.热循环试验发现混装焊点的寿命要优于SAC305无铅焊点.有限元计算表明,结构混装焊点内SnBi钎料层的添加能够减小最大非弹性应变范围,从而提升混装焊点的热循环可靠性.

    2024年02期 v.38;No.203 31-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1032K]
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  • 摇动电弧窄间隙自由成形打底焊工艺研究

    朱杰;王世超;王加友;姜玉清;胥国祥;果琨皓;

    针对厚板坡口根部焊接难的问题,文中提出了一种采用摇动电弧的窄间隙坡口自由成形打底焊接方法,通过控制电弧做圆弧形轨迹摇动来调整电弧热分布,使焊接熔池自由凝固成形.进行了摇动电弧窄间隙自由成形打底焊接试验,研究了电弧摇动参数对打底焊缝自由成形的影响.结果表明:电弧摇动参数能显著影响打底焊缝自由成形,过小的摇动参数易使打底焊缝烧穿,适当增大电弧摇动参数可增强坡口侧壁与根部的熔透,过大的摇动参数会产生未焊透缺陷.

    2024年02期 v.38;No.203 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
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  • 基于人机工程学的下肢外骨骼运动控制

    包泓;吴万毅;刘芳华;邵佳伟;孙天圣;狄澄;王政;

    为避免外骨骼机器人髋关节和膝关节尺寸影响患者正常行走功能的恢复,踝尺寸对脚落地姿态的影响,提出一种基于人机工程学的外骨骼机器人运动控制方法.首先利用人机工程学对人体的参数进行收集,并以此构建适合人体尺寸、具有舒适穿戴的外骨骼模型架构,使外骨骼机器人满足穿戴人群差异化的需求;然后所构建的下肢外骨骼架构,建立外骨骼下肢末端的位姿并构建单肢三自由度机械腿的正向运动学方程,通过对机器人的步行计划,外骨骼机器人的实际步行过程由ADAMS进行模拟,验证人体行走时两腿各关节扭矩的变化规律;最后为了验证该方法在关节速度控制中的优越性和有效性,选择模糊PID进行控制.

    2024年02期 v.38;No.203 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 590K]
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  • 基于逆向重布线改进RRT-Connect算法的机械臂路径规划

    王博;顾寄南;李兴家;

    为解决RRT-Connect算法在复杂非结构环境下规划出的路径成本较长、有效节点数过多、曲折不平滑等问题,提出了一种基于逆向重布线的改进RRT-Connect算法(Improved-RRT-Connect).首先,在算法的起始位置加入碰撞检测函数,当起点和终点之间不存在障碍物时,能够快速生成一条路径;其次,通过对生成的路径采取逆向重布线的措施,对生成的路径中的节点进行重新筛选布线,达到缩短生成路径长度,减少有效节点数量的目的;最后,通过结合B样条曲线对生成的路径进行拟合处理,得到一条平滑连续的路径.通过Improved-RRT-Connect算法与RRT、RRT~*-Smart、RRT-Connect等算法的对比实验表明,在规划时间上,Improved-RRT-Connect算法比RRT、RRT~*-Smart算法减少了52.14%、98.53%,在路径成本上比RRT、RRT-Connect算法减少了19.39%、17.15%,阐明了提出的Improved-RRT-Connect算法的优越性.

    2024年02期 v.38;No.203 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 277K]
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  • 基于注意力机制和U-net模型的水下图像分割方法研究

    苑永起;田雨波;孙颖鑫;潘婷;

    为提升水下图像分割效果,提出一种利用三分支注意力模块改进U-net结构的水下图像分割方法,即利用注意力机制来实现跨通道交互信息,在实现多维交互的同时不降低维度.通过在VOC2007和SUIM数据集上的实验表明,文中方法在VOC2007数据集上mIOU值为72.05,mPA值为81.3,优于传统U-net网络mIOU值58.74和mPA值71.13;在SUIM水下数据集上mIOU值为70.374,mPA值为82.838,优于传统U-net网络mIOU值68.89和mPA值82.51,能够更好的进行水下图像分割.

    2024年02期 v.38;No.203 53-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K]
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  • 一种深度学习结合后处理的车道线检测方法

    刘卫康;刘昱杉;刘庆华;张鸿鑫;

    近年来随着深度学习技术在图像识别、图像处理等领域取得了显著的进展,使得无人驾驶技术中的环境感知成为可能.结合现有的深度学习技术研究复杂的交通场景中实时车道识别,提出了一种基于深度学习语义分割算法结合后处理的车道线检测方法.对EfficientNetV2网络进行卷积结构优化,并引入了双分支共享低级特征的信息融合结构,使其适应语义分割任务,同时,设计一种新的多尺度卷积融合模块,将该模块作为加强特征提取结构,进一步提出车道线识别网络Eff-SCNN,最后对识别结果进行后处理以检测车道线实例.实验结果表明该方法能够在不同的交通场景中正确预测车道线.

    2024年02期 v.38;No.203 58-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 437K]
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  • 用户行为驱动偏好代理模型辅助的交互式个性化进化搜索算法

    暴琳;齐亮;吴杨;陈佳佳;

    随着互联网用户数量迅猛增长,产生了大量用户生成内容,出现了信息过载现象.考虑用户生成数据,建立用户兴趣偏好模型,同时联合交互式进化计算,提出用户行为驱动偏好代理模型辅助的交互式个性化进化搜索算法,帮助用户从海量搜索空间中搜寻符合用户潜在需求和兴趣偏好的项目或内容.利用用户交互行为、评分数据和项目类别信息,构建基于受限玻尔兹曼机的用户偏好感知模型,抽取用户偏好特征;从进化优化的角度,设计基于用户偏好的代理模型及其进化策略,生成含用户偏好的新个体,并预测进化个体适应值,引导进化优化过程;根据新增用户生成内容和模型管理机制,动态更新各模型,及时跟踪用户偏好,顺利完成个性化进化搜索.通过大量真实世界数据集的实验,验证了所提算法处理动态个性化搜索和推荐任务的可行性及有效性.

    2024年02期 v.38;No.203 65-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 340K]
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  • 基于网格搜索与支持向量回归的粉煤灰混凝土抗压强度预测研究

    付善春;唐飞;侯林勇;史乃恒;金然;张娴;

    支持向量回归(support vector regression, SVR)已被应用于混凝土力学性能的预测,但其超参数的选择一直是影响预测精度的关键因素.本研究提出一种结合网格搜索方法(grid search, GS)和支持向量回归模型的混合机器学习,即GS-SVR模型,用于混凝土抗压强度预测和敏感性分析.该混合模型在从文献中检索到的98个数据集上进行了训练和测试,并在相同的数据集下将模型与原始SVR模型进行性能比较.所获得R为0.981,MSE为3.44,RMSE为1.85,MAE为1.17,MAPE为0.05.研究结果表明:所提出的GS-SVR模型可以作为后续相关研究中抗压强度预测的一个候选方法.此外,还开发了一个图形用户界面(GUI),以便在进行大量的实验室或现场工作之前,能够提供一些初步的估计结果.最后,分析了随机环境下各变量对抗压强度的影响.

    2024年02期 v.38;No.203 73-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 579K]
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  • 模卡砌块组合保温墙体热工性能及其经济性分析

    苏波;于晓雪;蔡青峰;王云轩;范旭红;

    随着超低能耗建筑、近零能耗及零能耗建筑的发展,新型外墙围护结构引起广泛地研究和重视.模卡砌块作为一种新型外墙自保温技术,开始在上海、江苏等国内一些发达地区被试点和应用,但目前暂无相应规范指导,其热工性能及经济性仍缺乏系统性研究.文中以夏热冬冷地区某公共建筑为例,采用DeST能耗模拟软件,建立了传统外保温墙体、模卡砌块组合保温墙体三维分析模型,研究了膨胀聚苯板、岩棉板、聚氨酯板、挤塑聚苯板4种不同类型保温材料及6种不同厚度(30、50、70、90、110、130 mm)下模卡砌块组合保温墙体的热工性能.进一步,采用净现值法,对不同工况下的砌块组合保温墙体进行了经济性分析.研究表明:在相同外墙保温厚度下,聚氨酯板的保温效果最佳;不同保温材料厚度对应的净现值都呈现出先上升后下降的趋势,结合净现值和节能率,其最优厚度分别为70、70、40、60 mm,对应的节能率分别在达到我国建筑节能65%的标准上再降低7.08%、6.81%、5.1%、6.5%.

    2024年02期 v.38;No.203 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 585K]
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  • 基于嘌呤环检测Zn2+的荧光探针及其应用

    杭懿;邵琦;鞠立鑫;蒋春辉;陆鸿飞;

    基于嘌呤-色酮的席夫碱,设计、合成并论述了一种新型的检测Zn~(2+)的开启式荧光探针(E)-3-((2-(8,9-二(萘-1-基)-9H-嘌呤-6-基)腙)甲基)-4H-铬-4-酮(DPHC).DPHC在DMSO/HEPES (v/v=9:1, pH=7.4)溶液中对Zn~(2+)表现出显著的选择性和快速响应,并且伴随着从无色到淡绿色的颜色变化.DPHC的发射强度与Zn~(2+)的浓度(1-5μmol/L)之间存在良好的线性关系(R~2=0.979 92),其检出限为150.0 nmol/L.Job′s plot和~1H-NMR进一步证明了DPHC对Zn~(2+)的传感机理.

    2024年02期 v.38;No.203 87-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 386K]
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  • 核酸适配体在抗生素分析检测中的研究进展

    唐盛;周雪艳;邝敬宇;张景慧;胡涛;何静;唐良秀;沈薇;

    抗生素作为一种常用的疾病治疗药物,在生物医疗、公共卫生等领域中发挥着巨大作用.然而,当其通过食物链在人体内大量累积时,会对机体造成较大的危害.因此,针对食品、药品及环境中残留抗生素的高效检测至关重要.基于核酸适配体传感器的分析技术是一类简单、高效、灵敏的检测方法,在食品分析、环境监测和医药检测等领域有着广泛应用.该类方法借助多种酶促或非酶促核酸扩增策略,构建不同类型(荧光、比色、电化学等)的核酸适配体传感器来检测不同种类的抗生素,实现分析方法的高灵敏度和低检测限.文中综述了当前核酸适配体传感器在抗生素分析检测领域的应用及研究进展,并归纳总结了几类常见的抗生素分析方法的优缺点,最后对核酸适配体在抗生素分析领域的应用和发展进行了前景展望,并总结其未来发展趋势、研究焦点与挑战.

    2024年02期 v.38;No.203 93-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 281K]
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  • 一类弱监督数据中多视角扰动的特征选择方法

    郭启航;王平心;杜亮;杨习贝;钱宇华;

    弱标签消歧技术可以用来消除数据中的噪声标签.然而,经由弱标签消歧后的数据中依然可能存在冗余或不相关特征,因此带来了弱监督数据中的特征选择这一实际问题.在弱标签消歧后得到的数据的基础上,提出了一种基于多视角扰动的特征选择框架,其能够分别从样本和特征多个视角出发,构造不同的扰动数据,以便求解出多个不同的特征选择结果,从而为后续的学习任务提供基础性集成工具.此外,所提的多视角扰动特征选择框架适用于不同类型、不同约束下的搜索进程.在12组高维数据上,通过注入5种不同比例的标签噪声和使用3种不同类型的特征度量准则,实验结果表明,所提方法求得的特征选择结果能够从准确率和稳定性的层面极大地提升分类性能.

    2024年02期 v.38;No.203 101-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 461K]
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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。

    2024年02期 v.38;No.203 109页 [查看摘要][在线阅读][下载 758K]
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