申请/专利权人：中国船舶重工集团公司第七研究院

申请日：2020-09-02

公开（公告）日：2024-07-02

公开（公告）号：CN112214831B

主分类号：G06F30/15

分类号：G06F30/15;G06F30/23;G06F17/16;G06F17/11

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.02#授权;2021.01.29#实质审查的生效;2021.01.12#公开

摘要：本发明提供了一种破冰船船体结构的冰载荷分析装置，包括建模单元、第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元和分析单元；针对破冰船与海冰碰撞过程中，其作用在船体结构上冰载荷难以直接测量的问题，通过船体结构测得的应变数据，利用有限元建模，根据不同工况对冰载荷作用区域进行划分，将问题转化为冰载荷方程的优化求解，本发明装置的计算单元采用了正则化方法、广义交叉验证法、信赖域算法三种方法相结合，避免了冰载荷方程求解过程中的病态性，并对方程求解进行了优化，分析得到了冰载荷在船体结构上的作用情况，实现了冰载荷的有效准确识别。

主权项：1.一种破冰船船体结构的冰载荷分析装置，其特征在于，包括建模单元、第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元和分析单元；所述建模单元用于对船体结构进行建模，在船体结构直接受到冰载荷作用及其附近区域采用三角剖分法进行精细建模，在距离冰载荷作用较远的结构简单区域采用板柱法进行建模；所述第一计算单元用于根据不同工况对冰载荷作用区域进行划分，确定冰载荷方程形式；所述第二计算单元采用正则化方法计算冰载荷方程的系数矩阵；所述第三计算单元采用广义交叉验证法得到冰载荷方程的修正系数λ；所述分析单元根据所选用的冰载荷区域划分方法，将修正系数λ代入冰载荷方程，利用优化算法求解冰载荷方程，分析得到冰载荷在船体结构上的作用情况；所述冰载荷方程具体为：ε＝Sf1式中，ε为输出响应，输出响应为破冰船船冰碰撞过程中测得的应变响应数据，f为输入激励，输入激励为船冰碰撞期间的冰载荷，S为系数矩阵，系数矩阵为输出响应与输入激励之间的关系；当有m个应变测量点，冰载荷作用区域划分为n个时，S为m×n维矩阵；对于线性系统，通过将单位载荷单独施加于船体结构的每个作用点或区域来确定系数矩阵；根据等式1，系数矩阵S的元素为： 式中，i的取值范围为l～m，j的取值范围为1～n；为了不引起冰载荷方程解的病态问题，假设，一组线性分离的单位载荷工况矢量构成了未知的冰载荷矢量f，即f＝Au3其中：u是工况因素的向量，矩阵A由单位工况的列向量组成；A＝[A1A2…An]4随后，方程1转换为如下形式：ε＝SAu5根据假设，矩阵A是已知的，它可从船体结构的有限元模型中获得；随后，通过数值方法来确定系统矩阵S；冰载荷的工况系数由以下公式确定：u＝A-1f6所述采用正则化方法计算冰载荷方程的系数矩阵具体为：p＝argminf{||Sf-ε||2+λ||Df||2}7其中：p为划分后的冰载荷；λ为修正系数；D为独立矩阵，用于描述冰载荷解元素之间特性的矩阵，为已知；所述采用广义交叉验证法得到冰载荷方程的修正系数λ的公式为： 其中，Tr表示矩阵的迹，将Sλ＝SSTS+λD-1ST代入式8中得到： 当函数Vλ取得极小值时，修正系数λ为最优修正系数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国船舶重工集团公司第七研究院 一种破冰船船体结构的冰载荷分析装置

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD