一种水下水动力实时预测方法及可变间距微沟槽减阻结构技术

技术编号:40984026 阅读:24 留言:0更新日期:2024-04-18 21:29
本发明专利技术提出了一种水下水动力实时预测方法及可变间距微沟槽减阻结构,包括如下步骤:S1:构建深度U‑NET长短期记忆框架的算法架构;S2:获取水下航行器流场仿真数据,并构建数据集;S3:利用数据集,对步骤S1构建的所述深度U‑NET长短期记忆框架的算法架构进行训练;S4:将完成训练并满足预期的深度U‑NET长短期记忆框架的算法架构,装配在水下航行器的信息处理单元,用于预测水下航行器前方流场,并解析得到前方流场对水下航行器产生的相对作用。将预测结果配置在可变间距微沟槽减阻结构中,适应性的调整迎流面的形状,以适应当前水动力预测结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水下减阻,尤其涉及一种水下水动力实时预测方法及可变间距微沟槽减阻结构


技术介绍

1、在跨国运输中,海运承担着重要的任务。水中航行器的能耗的70%-80%都用于克服接触流体介质间阻力,大大限制了航行器的速度和续航能力。水中的主要阻力因素包括压差阻力、兴波阻力和表面摩擦力。现有技术条件下,压差阻力和兴波阻力在优化航行器的宏观形状结构下得到了大幅的降低,如巨轮的船首球鼻艏结构可减少兴波阻力。而表面摩擦力作为主要阻力因素,常常采用减阻微结构降低表面阻力,但是减阻微结构是固定的,适用工况较小,适应性较差。

2、公开号为cn103112547a提供了一种船舶表面的微孔射流减阻结构,其在吃水线以下的船舶表面设置导流槽,并在导流槽上覆盖多孔盖板或者船首网板,达到减小航行阻力的目的。但是导流槽的位置和形状是固定的,迎流表面的夹角是不变的,即对水下阻力的改善是有限的、不可变的,导致其适用范围较小。

3、综上所述,提供一种能对水下的水动力实时预测并相应改善迎流表面的夹角,适应性的改变阻力的水下水动力实时预测方法及可变间距微沟槽减阻结构,是本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水下水动力实时预测方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种水下水动力实时预测方法,其特征在于,步骤S1中所述构建深度U-NET长短期记忆框架的算法架构,包括编码单元、解码单元、LSTM单元和跳过连接单元;编码单元用于对输入图像进行分割,并提取分割后的图像中的特征;LSTM单元接收编码单元提取分割后的输入图像的特征,并提取顺序向量;解码单元通过跳过连接单元来获取编码单元提取分割后的输入图像的特征,并结合LSTM单元输出的预测向量进行反卷积,得到输出图像。

3.根据权利要求2所述的一种水下水动力实时预测方法,其特征在于,所述编码单元包括顺...

【技术特征摘要】

1.一种水下水动力实时预测方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种水下水动力实时预测方法,其特征在于,步骤s1中所述构建深度u-net长短期记忆框架的算法架构,包括编码单元、解码单元、lstm单元和跳过连接单元;编码单元用于对输入图像进行分割,并提取分割后的图像中的特征;lstm单元接收编码单元提取分割后的输入图像的特征,并提取顺序向量;解码单元通过跳过连接单元来获取编码单元提取分割后的输入图像的特征,并结合lstm单元输出的预测向量进行反卷积,得到输出图像。

3.根据权利要求2所述的一种水下水动力实时预测方法,其特征在于,所述编码单元包括顺次设置的第一输入环节、若干卷积环节和第一输出环节;若干卷积环节均包括顺次设置的两个卷积层、第一激活函数和最大池化层;第一输出环节包括顺次设置的两个卷积层、第二激活函数和全局平均池层。

4.根据权利要求2所述的一种水下水动力实时预测方法,其特征在于,所述解码单元包括第二输入环节、若干反卷积环节和第二输出环节;第二输入环节包括顺次设置的矩阵整形环节、两个卷积层和第三激活函数;若干反卷积环节均包括顺次设置的两个卷积层、第四激活函数和上采样层;第二输出环节包括顺次设置的卷积层和第四激活函数。

5.根据权利要求2所述的一种水下水动力实时预测方法,其特征在于,所述lstm单元包括两个顺次设置的lstm层,每个lstm层具有512个子隐藏层;第一lstm层用于从编码单元提取分割后的输入图像的特征中提取顺序向量,第二lstm层用于输出预测向量。

6.根据权利要求2所述的一种水下水动力实时预测方法,其特征在于,步骤s2中所述的获取水下航行器流场仿真数据,并构建数据集,是根据动力学原理分析水下航行器流场仿真数据,获得按时间顺序的水动力结果图像,将三个连续时刻的水动力结果图像作为一个顺序单元,将仿真数据中所获得的所有顺序单元构建数据集。

7.根据权利要求6所述的一种水下水动力实时预测方法,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐子祁吴涛李巧娇吴佳峰罗思琦周小歆牛帅
申请(专利权)人:中国船舶集团有限公司第七一九研究所
类型:发明
国别省市:

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