工程教育专业认证背景下轮机虚拟仿真实验教学的优化措施探究

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作者 郭蒙 张均东 +1 位作者 蒋丁宇 沈浩生 《中文科技期刊数据库（引文版）教育科学》 2024年第11期0088-0091,共4页

本文深入研究了工程教育专业认证背景下轮机虚拟仿真实验教学的关键要素和改进策略。文章概述了轮机虚拟仿真实验教学的现状和重要性,详细分析了其在工程教育专业认证中所面临的挑战。提出了完善教学评价体系、加强教师技术培训、优化... 本文深入研究了工程教育专业认证背景下轮机虚拟仿真实验教学的关键要素和改进策略。文章概述了轮机虚拟仿真实验教学的现状和重要性,详细分析了其在工程教育专业认证中所面临的挑战。提出了完善教学评价体系、加强教师技术培训、优化实验教学内容和方法等改进措施,以确保轮机虚拟仿真实验教学的质量符合认证要求。进一步总结了轮机虚拟仿真实验教学的发展趋势和未来展望,强调了其在培养高素质工程人才中的重要作用,为轮机虚拟仿真实验教学的改进和提升提供有益的参考和借鉴。 展开更多

关键词 工程教育 专业认证 轮机教学 虚拟仿真

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船舶集控室虚拟仿真系统的设计与实现 被引量：5

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作者 沈浩生 张均东 曾鸿 《图学学报》 CSCD 北大核心 2013年第4期126-131,共6页

在分析现有虚拟现实技术与船舶集控室的基础上,采用3D-MAX与XNA分别实现了三维模型的建立与虚拟场景的漫游和交互,应用C#语言编写了集控室的二维模拟软件,通过UDP协议实现了三维虚拟场景与二维模拟软件之间的通讯。根据光照效果的数学模... 在分析现有虚拟现实技术与船舶集控室的基础上,采用3D-MAX与XNA分别实现了三维模型的建立与虚拟场景的漫游和交互,应用C#语言编写了集控室的二维模拟软件,通过UDP协议实现了三维虚拟场景与二维模拟软件之间的通讯。根据光照效果的数学模型,采用高级着色语言(HLSL)开发了一种基于GPU的着色器,降低了GPU与CPU之间的传输负荷,增强了虚拟场景真实感。 展开更多

关键词 虚拟现实 虚拟集控室 XNA 高级着色语言

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一种考虑传热现象的船用压气机等熵效率分区域建模方法 被引量：2

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作者 沈浩生 张均东 +1 位作者 杨柏丞 贾宝柱 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2020年第7期76-87,共12页

为提升全任务轮机模拟器中主柴油机的动态仿真精度,提出一种考虑传热现象的压气机等熵效率分区域建模方法。对压气机性能图谱中的等熵效率数据进行传热校正,对一种广泛应用的压气机等熵效率模型进行改进,利用性能图谱中已有的等转速线将... 为提升全任务轮机模拟器中主柴油机的动态仿真精度,提出一种考虑传热现象的压气机等熵效率分区域建模方法。对压气机性能图谱中的等熵效率数据进行传热校正,对一种广泛应用的压气机等熵效率模型进行改进,利用性能图谱中已有的等转速线将"比焓变-质量流量"平面划分为若干个区域,采用各区域上下限等转速线对应的样本数据将模型参数化。仿真结果表明:相比原模型,分区域等熵效率模型的预测精度有所提升,校正之后的决定系数由0.967 5增大至0.985 8,最大绝对相对误差由6.796 7%下降至2.553 5%,平均绝对百分误差由0.903 8%下降至0.642 8%;分区域等熵效率模型能较为合理、稳健地外推至非设计工况区域,向高转速区域外推时的平均绝对百分误差仅为0.842 2%,向低转速区域外推时为2.031 8%。考虑到分区域等熵效率模型的结构紧凑、计算速度快,同时能给出令人满意的预测精度和外推能力,可将其应用于基于模型的控制和故障诊断等研究领域中。 展开更多

关键词 压气机 等熵效率 分区域建模 热传递 EULER公式

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船舶机舱三维视景仿真系统的应用与发展 被引量：7

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作者 沈浩生 张均东 +1 位作者 曹辉 冯景 《中国水运（下半月）》 2016年第6期66-70,共5页

针对船舶机舱三维视景仿真系统在航海教育与培训领域中的应用,定义了船舶机舱三维视景仿真系统的概念、类型与基本技术需求、对国内外研究现状进行了总结与分析,对目前在船舶机舱三维视景仿真的实际开发过程中所应用的主要技术手段进行... 针对船舶机舱三维视景仿真系统在航海教育与培训领域中的应用,定义了船舶机舱三维视景仿真系统的概念、类型与基本技术需求、对国内外研究现状进行了总结与分析,对目前在船舶机舱三维视景仿真的实际开发过程中所应用的主要技术手段进行了介绍,并结合实际开发经验给出了包括三维引擎的选择、虚拟机舱场景三维建模、场景优化技术、实时渲染技术的实施方案,最终结合新形势下的实际需求对船舶机舱三维视景仿真系统的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 船舶、舰船工程 轮机模拟器 虚拟现实 三维视景仿真 培训

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气缸体对船舶柴油机模型精度的影响 被引量：4

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作者 唐元元 张均东 +1 位作者 贾宝柱 沈浩生 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1836-1843,共8页

为了提高柴油机建模的精度,本文分析了二冲程超长行程船用柴油机气体流通路径,认为柴油机模型的扫气总管子模型与气缸子模型之间需要考虑气缸体子模型。根据分析结果,在AVL BOOST仿真平台上建立了二冲程超长行程船用柴油机模型。采用Din... 为了提高柴油机建模的精度,本文分析了二冲程超长行程船用柴油机气体流通路径,认为柴油机模型的扫气总管子模型与气缸子模型之间需要考虑气缸体子模型。根据分析结果,在AVL BOOST仿真平台上建立了二冲程超长行程船用柴油机模型。采用Dinescu和Tazerout提出的方法建立了涡轮增压器的全工作范围图谱并应用于BOOST中。通过仿真分析得出:考虑了气缸体子模型的柴油机模型与未考虑气缸体子模型的柴油机模型相比,性能参数的仿真精度均有不同程度的提高,其中废气总管温度、扫气总管温度、主机功率等参数的精度提升较大,最大提升幅度分别为5.52%、4.13%及4.36%。单个柴油机工作循环的计算量增加15.6%。因此,二冲程超长行程船用柴油机建模时有必要考虑气缸体子模型。循环仿真模型可用于研究柴油机整机性能,也可以作为轮机模拟器中的设备模型用于船员培训。 展开更多

关键词 气缸体 二冲程柴油机 建模精度 零维模型 AVL BOOST 废气总管温度 扫气总管温度 主机功率

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海洋工程船轮机虚拟训练平台的设计与实现 被引量：2

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作者 郭蒙 沈浩生 张均东 《中国水运（下半月）》 2016年第5期118-121,123,共5页

以"海洋石油681"为母型船,采用二维-三维-物理混合仿真的形式,开发了海洋工程船轮机虚拟训练平台。为兼顾仿真软件对实时性与准确性的要求,选择了合理的仿真策略与仿真算法用于轮机系统数学模型的计算。从全局出发规范了仿真... 以"海洋石油681"为母型船,采用二维-三维-物理混合仿真的形式,开发了海洋工程船轮机虚拟训练平台。为兼顾仿真软件对实时性与准确性的要求,选择了合理的仿真策略与仿真算法用于轮机系统数学模型的计算。从全局出发规范了仿真数据的数据结构,采用WPF进行二维人机交互界面的开发,提升了开发效率及可拓展性,选择了合适的人机交互界面的刷新机制以提升仿真效率。为提升该虚拟训练平台的培训效果,引入了三维视景仿真技术,建立了完整的船舶机舱虚拟漫游与交互场景。 展开更多

关键词 海洋工程船 轮机虚拟训练平台 三维视景仿真 轮机模拟器

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船用大型压气机质量流量分区域建模方法 被引量：1

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作者 沈浩生 张均东 +2 位作者 杨柏丞 贾宝柱 甘辉兵 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期180-196,共17页

针对查表法外推能力不可靠以及采用单一曲线拟合法时在压气机不同工作区域的预测与外推精度不一致的问题,提出了一种船用大型压气机质量流量分区域建模方法;通过定义区域划分函数,将压气机整个工作区域划分为设计工况区、低转速区、高... 针对查表法外推能力不可靠以及采用单一曲线拟合法时在压气机不同工作区域的预测与外推精度不一致的问题,提出了一种船用大型压气机质量流量分区域建模方法;通过定义区域划分函数,将压气机整个工作区域划分为设计工况区、低转速区、高转速区与低压比区,通过对比与分析经典的和近年提出的压气机质量流量数学模型的预测和外推精度,为每个区域选择精度最高的数学模型;为防止在动态仿真过程中当压气机运行点由其他区进入低压比区时可能出现的不连续间断点,应用一种曲线融合方法来保证等转速线的平滑过渡;为验证所提出的建模方法的正确性与有效性,将其应用于一台船用大型低速二冲程柴油机仿真模型中开展稳态与瞬态仿真试验。研究结果表明:相比查表法,提出的建模方法可有效提升主机仿真模型增压器转速的稳态预测精度,平均绝对百分误差由3.54%下降至0.61%,在改变主机转速与负载这2种瞬态工况下,压气机的运行点可平稳、连续地由设计工况区过渡至非设计工况区;提出的建模方法既能准确预测压气机设计工况区内的已有样本数据点,又能合理、稳健地外推至非设计工况区,既可直接应用于涡轮增压发动机的动态仿真研究中,也可用于离线生成压气机在全工况范围内的性能图谱,进而应用于商业发动机性能仿真软件中。 展开更多

关键词 轮机工程 船用大型压气机 质量流量模型 分区域建模 非设计工况区域外推 融合算法

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油船排油监控系统模拟试验台的设计与实现 被引量：1

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作者 沈浩生 曾鸿 +2 位作者 张均东 李燕彪 蒋丁宇 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期50-54,共5页

在分析现有主流排油监控系统的基础上,根据MEPC.108(49)决议案与GB/T12918-2009《油船排油监控系统技术条件》的最新要求,设计油船排油监控系统模拟试验台,给出该试验台的基本原理和结构,开发一种能够对模拟量、数字量进行采集和处理且... 在分析现有主流排油监控系统的基础上,根据MEPC.108(49)决议案与GB/T12918-2009《油船排油监控系统技术条件》的最新要求,设计油船排油监控系统模拟试验台,给出该试验台的基本原理和结构,开发一种能够对模拟量、数字量进行采集和处理且具有通信功能的IO单元系统作为下位机,在.Net Framework开发环境下利用Visual C#编程语言完成对上位机仿真软件的构建,制定通信协议实现上位机与下位机之间的通信.设置不同的初始参数进行试验.运行结果表明,该排油监控系统模拟试验台可满足国际海事组织(IMO)关于油船排油监控系统的有关要求,适用于航海类院校对海员的培训工作. 展开更多

关键词 油船 排油监控系统 IO单元系统 仿真软件 VISUALC#

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基于环形拓扑自适应差分进化算法优化神经网络的压气机流量特性预测 被引量：4

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作者 姜瑞政 张均东 +2 位作者 冯金红 沈浩生 王川 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期101-110,共10页

为提升轮机模拟器中柴油机非额定工况下的仿真精度,提出一种基于有限数据的混合方法来预测多工况下的压气机流量特性.该方法采用一种基于环形拓扑差分进化算法来优化三层前馈神经网络参数,利用有限的给定工况下的流量特性数据,预测压气... 为提升轮机模拟器中柴油机非额定工况下的仿真精度,提出一种基于有限数据的混合方法来预测多工况下的压气机流量特性.该方法采用一种基于环形拓扑差分进化算法来优化三层前馈神经网络参数,利用有限的给定工况下的流量特性数据,预测压气机流量特性曲线.采用神经网络来拟合压气机流量特性的非线性映射关系,利用差分进化算法优化调整神经网络的连接权重、连接偏置、连接开关等难以调整的重要参数.仿真结果表明,基于有限数据的方法可较好地拟合船舶压气机流量特性,采用环形拓扑的自适应差分进化算法优化调整神经网络的重要参数具有一定的有效性.本文提出的混合方法具有更好的泛化能力和搜索精度,可作为处理类似预测问题的有效手段. 展开更多

关键词 压气机 流量特性 神经网络 差分进化算法

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轮机协同训练平台中的角色问题及协同策略 被引量：8

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作者 李燕彪 张均东 +2 位作者 曹辉 贾宝柱 沈浩生 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期63-67,82,共6页

根据团队协作训练与考评要求以及实际船员角色分配,在模拟器和虚拟机舱平台基础上,提出协同训练解决方案和角色管理策略,重点解决协作训练模型建立、角色权限管理、人物晋级策略设计等关键技术.结合轮机模拟器,利用模糊评判方法计算综... 根据团队协作训练与考评要求以及实际船员角色分配,在模拟器和虚拟机舱平台基础上,提出协同训练解决方案和角色管理策略,重点解决协作训练模型建立、角色权限管理、人物晋级策略设计等关键技术.结合轮机模拟器,利用模糊评判方法计算综合分数,并依照积分策略完成个人积分的计算与累加,实现了船员协作训练与评估,有效补充和丰富了当前船员训练与考核体系. 展开更多

关键词 轮机 协同训练 角色 协作策略 权限管理

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短视频在航海类专业课程教学中的应用探索——以船舶机舱监测与报警系统课程为例

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作者 蒋丁宇 沈浩生 汪旭明 《知识窗(教师版)》 2024年第8期72-74,共3页

文章分析船舶机舱监测与报警系统课程存在的问题,介绍作者创作短视频教学资源的过程,充分挖掘课程专业特点,打造符合学生需求的短视频内容,搭建在线学习平台,为短视频教学资源的制作和传播提供一定的参考。

关键词 短视频 视频制作 工程实践 教学资源库

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