摘要：及时、准确地估算饵料盘中残留饲料量是提高养殖效益的重要措施。针对虾类养殖场景下残饵检测模型复杂度高、计数精度低的问题,提出了一种基于混合空洞卷积和注意力多尺度网络(hybrid dilated convolution and attention multi-scale network,HAMNet)的残饵密度估计方法。首先,借鉴MCNN(multi-column convolutional neural network)多列架构的思想设计并行卷积块(parallel convolution block,PCB),使网络在单列架构中提取多种尺度的残饵特征,简化了网络结构并减轻了计算量;同时为了弥补网络结构简化造成残饵特征表示能力略有不足的问题,引入混合空洞卷积块(hybrid dilated convolution block,HDCB)避免信息丢失并增大感受野,增强模型深入挖掘多尺度残饵信息的能力。其次,在网络中嵌入通道注意力机制(channel attention mechanism,CAM),利用通道之间的相互依赖性重新校准有用特征信息的权重,凸显目标与背景的差异性。最后,针对下采样导致密度图质量差的问题,应用可学习的转置卷积恢复特征图细节信息,进而提升模型计数性能。利用饵料盘条件下采集的残饵图像进行了验证,试验结果表明,与基准模型MCNN相比,HAMNet模型的平均绝对误差、均方根误差和计算量分别降低了44.4%、40.8%和13.7%,参数量仅为0.52 MB。与经典密度估计模型CMTL(cascaded multi-task learning)、SANet(scale aggregation network)、CSRNet(congested scene recognition network)相比,该模型在各项性能指标上保持了最佳平衡,明显处于优势。该研究可为人工智能在水产养殖中快速量化残饵提供参考。

摘要：为了精确预测水产养殖溶解氧变化趋势,该研究提出了基于K-means聚类和改进粒子群优化(Improved Particle Swarm Optimization,IPSO)的长短时记忆(Long Short-term Memory,LSTM)神经网络预测模型。根据环境因子间的相似度,应用改进的K-means聚类算法将环境数据划分为若干类。在此基础上,基于LSTM神经网络算法构建改进的水产养殖溶解氧预测模型,并引入改进粒子群优化算法对模型参数进行优化,以减少经验选取参数的盲目性。在不同天气状况下利用该模型对溶解氧进行预测。试验结果表明,在良好天气情况下,该模型预测误差曲线波动较小,预测精度更高。当天气发生突变时,溶解氧预测模型评价指标平均绝对百分误差、均方根误差、平均绝对误差和纳什系数分别为0.1295、0.6453、0.4613和0.9022。该模型一定程度改善了天气突变状况下的数据缺失、鲁棒性差等问题。

摘要：叶片是潮流能水轮机的核心组成部分,气蚀对叶片造成的伤害将直接影响机组的发电效率和运行稳定性。文章利用计算机仿真技术对双向直驱式潮流能水轮机的叶片进行数值模拟,通过分析叶片周围的流场分布以及叶片压力分布情况,判断气蚀的易发生区域,最后与实例进行了对比分析。研究结果表明,计算仿真结果与现实情况高度吻合,叶片后边缘气泡发育充足,容易受到气蚀影响。说明利用流体仿真对水轮机的气蚀部位进行预测是一种有效的技术手段,可以为后续水轮机叶片的抗气蚀结构优化提供参考依据。

摘要：针对目前池塘养殖中投饵机大部分加料都是依靠人力完成,劳动强度大,在陡峭斜岸上对投饵船进行加料困难的现状,设计一种无动力出料的节能定量加料车。加料车使用旋转下料阀进行定量下料,使用剪叉式升降平台调整加料高度。通过设计位于下料阀出料口的球形限位旋转连接件调整加料管的倾角实现无动力出料。基于圆柱凸轮设计新型伸缩加料管。加料车通过车体的移动、剪叉式升降平台的升降、加料管倾角和长度的调整实现定向、定距、定点的饲料添加。制作加料车样机,以投饵船和固定式投饵机为加料目标进行加料试验,试验结果表明加料车对不同规格饲料具有通用性,1.2 m的伸缩长度和1.5 m的升降高度能满足投饵船和固定式投饵机的加料需求,调整灵活,加料速度为6.2 kg/min。设计的加料车使用灵活,能代替人工给投饵船和固定式投饵机加料,减轻人工劳动强度,提高养殖过程的机械化水平,为进一步实现自动化和智能化打下基础。

摘要：为研究投饵船浮态对稳性的影响规律,从而对投饲机的安装位置提出合理的指导意见,以上海海洋大学研制的投饵船为研究对象,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)方法和重叠网格技术,对投饵船在不同工况下的浮态及复原力臂曲线进行数值计算,从而分析投饵船浮态对稳性的影响规律,得到投饲机的最佳安装位置。结果表明:投饵船浮态对稳性的影响不可忽视,在同一载重下,投饲机安装在不同位置会导致不同程度的艏倾或艉倾,纵倾角越大,其稳性越差,投饵船处于正浮时稳性最好;固定的安装位置并不能保证投饵船在不同载重下保持正浮,应安装在满载时能使投饵船处于正浮的位置,即投饲机安装在F位置(X=-40.85 mm)时整体稳性最好,投饵船在整体布局时也应保证满载时纵倾角为零。

摘要：潮流能水轮发电机是潮流能电站的核心技术装备之一,海水中固体颗粒的冲蚀损伤对水轮机叶片造成的伤害将直接影响机组的发电效率和运行的稳定性。利用计算机仿真技术,对潮流能水轮机叶片进行数值模拟,分析叶片的冲蚀速率和颗粒相的体积分数,判断叶片受损严重部位,对冲蚀性能进行评价。研究结果表明,该潮流能水轮机叶片的迎流面叶尖外边缘位置受损最严重。随着流速的增大,造成的冲蚀损伤几乎成倍数式增加;颗粒浓度造成的冲蚀损伤大小与速度呈正相关。研究结果对水轮机叶片结构的冲蚀性能评价具有指导意义,也可为结构设计的抗冲蚀性能优化提供参考。

摘要：近十几年来,作为利用波浪能的新型无人艇,波浪能无人艇引起了海洋可再生能源领域许多学者的注意。本文以波浪能无人艇的动力系统设计及研究为主要课题,收集了国内外关于波浪能无人艇的应用实例,从实用的角度分析了波浪能无人艇动力系统的性能要求并整理了其动力系统的组成结构及总体设计思路。然后基于动力系统的总体设计思路及实际研究成果,对具体研究内容进行了分类和比较,总结了不同的研究方案并列举了典型例子。本文旨在梳理国内外已有的研究成果,归纳总结各个研究团队所采取的研究思路,并分析其中异同,为国内学者们做进一步研究提供参考。

摘要：非接触磁浮机构是航空、航天、高铁设备的重要控制元件。而对磁浮机构中的组成部分——线圈及磁缸相互作用产生的弱洛伦兹力的检测,从而指导线圈和磁缸的优化则显得极为重要。针对传统检测系统多维测量精度低、波动大、操作困难等问题,设计了一种磁浮机构弱磁力多维检测系统。该系统采用稳定可靠的双输出可编程电流源、三维位移电动平台、光栅尺、上位机、工控机等设备,实现了非接触磁浮机构洛伦兹力多自由度检测。该系统配合了先进成熟的控制及检测技术,达到了有效的降振降噪处理,实测结果证明,非接触磁浮机构弱磁力检测系统运行稳定、可靠性高、检测精度满足要求。

摘要：为了研究影响液态金属磁流体发电通道发电性能的因素,文章对5个不同负载系数下的发电通道的流场、电场等进行了三维数值模拟分析。利用仿真分析得到的数据来研究发电通道参数对感应电动势的影响,以及发电通道在不同负载系数下的输出电压和输出功率等的变化规律。在此基础上对发电通道的设计进行优化,以提高液态金属磁流体发电机的发电效率。研究结果表明:当负载系数为0.5~0.7时,发电通道的输出功率和发电效率取得最大值;随着入口速度、磁感应强度和通道宽度的增大,发电通道的感应电动势均有增大的趋势,但增大的趋势逐渐减小;优化后的通道参数为入口速度为7 m/s,磁感应强度为0.8 T,通道宽度为0.9 m。

摘要：永磁直线发电机已越来越多地应用于波浪能发电领域。文章针对直线发电机优化过程中定位力的优化问题,基于点吸式波浪能发电装置中圆筒型永磁直线发电机,采用有限元法对不同尺寸参数下的边齿齿高、齿宽和气隙进行数值仿真,得到发电机的定位力、气隙磁感应强度、反电动势、电流和输出功率。通过正交试验,计算各因素对发电机效率和定位力的影响程度,验证数值仿真的可靠性。分别以发电效率最高和定位力最小为优化目的,设计两个优化方案,选取最优参数组合。结果表明:当追求功率最大化时,发电机功率均值增大102.9%,定位力均值增加46.3%;当追求定位力最小化时,发电机定位力均值减小66.5%,功率均值减小70.6%。故直线发电机定位力优化应同时考虑发电功率,并在功率优化后,再适当削减定位力。