为应对海上风电基础结构面临严重的冲刷挑战，

通过数值模拟研究海流作用下海上风电四桩导管架桩基的冲刷问题。采用FLOW-3D软件，利用大涡模拟（LES）湍流模型和泥沙运动模型，通过与试验结果的对比验证冲刷数值模型的有效性，并模拟单独恒定流作用下四桩导管架桩基的冲刷过程，分析桩基周围冲刷坑形态随时间的发展变化，研究不同流速、迎流角度、桩间距对四桩桩基冲刷的影响。

结果表明，群桩效应是四桩导管架基础冲刷规律核心，迎流角度改变桩间遮蔽关系，影响冲刷形态的非对称分布；桩间距调节桩间干涉强度，其增大导致群桩效应逐渐减弱，冲刷模式由整体的、相互连接的冲刷坑过渡为相对独立的局部冲刷坑；极限冲刷深度主要受流速控制，随桩间距变化较小。

研究结果为海上风电四桩导管架桩基冲刷数提供参考。

为制定合理风电叶片电加热融冰控制策略，

通过制备电加热组件样件在-20 ℃~-5 ℃环境试验箱中开展试验的方法，研究覆冰厚度（5 mm/20 mm）、加热功率（400 W~1 000 W）和环境温度对融冰过程的影响规律。

结果表明：环境温度每降低1 ℃需增加约40 W功率维持相同终温，加热功率与环境温度对平板终温呈现线性耦合关系；5 mm覆冰时融冰平缓温升期从2.5 min延长至10.0 min，当环境温度低于-15 ℃时需采用800 W及以上功率方可有效融冰；覆冰厚度增至20 mm后冰层本体吸热量提升3.2倍，融冰时间同比延长55%。

可见实际工程中应结合环境温度阈值和冰层厚度实时检测数据动态调整加热功率，同时考虑冰层脱落临界条件与融冰停滞期温度突变特征优化控制逻辑。

针对中心体位置对喷嘴空化强度及流动形态的影响问题，

基于CFD-Fluent，采用Mixture多相流模型、k-ε湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型，对不同中心体位置的喷嘴流场进行数值模拟。通过与已有研究结果对比，验证所用方法的有效性和可靠性。

系统量化中心体轴向位置对空化喷嘴内部流场及空化强度的非线性调控规律，明确揭示喉部与扩张锥段交界处为最易诱发空化效应的关键位置。当中心体位于该位置时，空化效应最为强烈，传质速率达到最大值；当中心体位于喷嘴内部时，中心体无空化；当中心体位于喷嘴外部时，空化区域向下游扩展的位置变化较小，且随着中心体进一步向下游移动，空化效应逐渐减弱。此外，基于LES方法进一步深入分析当喷嘴位于最佳空化位置时，喷嘴下游复杂的非稳态流动结构与蒸汽相的大尺度径向扩散特征。喷嘴下游10倍喷口直径处非稳态特征显著，蒸汽相分布直径扩张至4倍喷口直径。

明确中心体位置对空化强度的调控规律，为优化空化喷嘴设计提供理论依据。结果有助于提升清洗、破碎等依赖空化效应的工业过程效率，同时为开发可调中心体结构、实现空化强度实时控制提供理论支撑。

针对船舶抵近跟踪水面动态目标航行场景中的避碰路径规划与运动约束协同优化难题，

提出一种融合改进A^*算法、快速反向搜索迭代规划（RRSIP）方法和Hybrid A^*精细规划方法的分层路径规划方法，实现高效且符合运动学规律的动态目标跟踪规划。采用基于动态规划和有向包围盒障碍检测的改进A^*算法规划路径，减少路径长度和冗余路径点；针对动态路径终点提出基于RRSIP的路径迭代方法，通过反向搜索复用节点信息快速迭代预测抵近点，避免重复搜索，提升搜索效率；在路径转向点附近引入Hybrid A^*算法进行局部精细规划，快速生成满足船舶操纵运动学要求和抵近艏向约束的可行路径。通过多组仿真试验验证各方法及整体算法的性能，

结果表明：改进A^*算法相比其他典型算法路径长度分别平均减少4.17%和1.79%；RRSIP方法相比FR方法能使迭代规划耗时至少缩短33.9%；局部Hybrid A^*规划相比全局应用，能在保证路径可行性的同时，使耗时至少缩短72.1%。

所提方法能有效解决动态目标跟踪中的实时性和运动可行性问题，显著提升船舶在拖船伴航和海警执法等场景下的自主跟踪能力。

为提升船舶柴油发电机组仿真模型在突加、突卸等动态工况下的实时计算能力，解决传统机理模型在实船部署应用中存在计算复杂和动态响应实时性不足的问题，

提出一种基于物理机制启发的多层感知机（MLP）数据驱动建模方法。通过构建与柴油发电机电磁-机电暂态过程相映射的双隐藏层网络拓扑结构，实现对柴油发电机组直流母线电压和电流的协同快速计算。

该模型能有效捕捉柴油发电机组的非线性动态特性，在保持机理模型精度的同时提升计算效率。

研究成果为船舶电力系统的实时态势感知与智能管理提供可快速部署的技术支撑。

针对船舶直流微电网光伏发电单元在运行过程中海洋工况扰动切换造成的母线电压输出不稳定的问题，

提出一种基于二重积分滑模控制器的光伏发电控制策略，包括建立光伏电池工程化模型并采用新型指数趋近律与双曲正切切换函数。

仿真验证显示：控制器使启动时间缩短至0.002 s，超调量降至2%，稳态误差有效消除；相较于传统比例积分（PI）控制，启动时间减少67%，抗负载扰动能力提升41.2%。

该策略显著提升动态响应速度与鲁棒性，适用于船舶动态工况，解决传统控制方法在光照突变和负载扰动下的不足。

为客观和系统地了解海事自主水面船舶（MASS）可靠性测试的现状，

从测试手段、测试技术和评价体系 3个方面对研究现状进行剖析，并对未来发展趋势进行探讨，具体包括：利用CiteSpace和VOSviewer对134篇相关文献进行可视化分析，系统梳理船舶避碰能力测试领域的研究方向与发展趋势；对实船测试、模型测试及虚拟仿真测试三大测试平台的用途、优缺点以及研究现状进行梳理；深入探讨基于专家知识、随机采样及人工智能的3种主流测试场景生成技术的发展趋势、特征对比以及面临挑战；从数据真实性、场景复杂度、风险性及生成效率4个维度归纳评估指标；在此基础上，展望未来的研究方向。

结果表明：虚拟仿真测试具有低成本高覆盖率的优势，成为主要的测试手段，基于人工智能的船舶避碰能力测试方法在高风险边缘场景、船舶交互博弈等方面具有发展潜力，但目前研究仍存在运动模型理想化、缺乏多船动态博弈机制、评价指标单一以及虚实迁移困难等挑战。

基于人工智能的测试场景生成与推演研究对推动MASS测试具有重要的研究价值与意义。

为系统梳理无人水面艇（USV）的技术演进脉络并探索其与智能船舶融合发展的路径，以突破单艇在续航、算力及通信上的性能瓶颈，

回顾USV从无线电遥控到全自主航行、从单体作业到集群协同的百年发展历程。深入剖析环境感知、决策规划、控制驱动及通信链路四大关键核心技术。在此基础上，重点探讨USV与大型智能船舶的融合趋势，分析“母船-子艇”跨域协同作业模式及数字孪生驱动的云端管控体系。

当前USV技术正经历从“感知-避障”向“认知-博弈”的智能化跃升，而“母船-子艇”协同模式通过将大型船舶的平台优势与USV的机动优势结合，可有效解决单艇在深远海复杂环境下作业与大型智能船舶进出港“最后一公里”操纵的难题，实现优势互补。

该协同模式是未来海洋作业的主流范式，但仍应在法律法规适应性、通信网络安全及绿色能源动力等方面持续攻关，研究成果可为构建空海潜一体化的新型海洋智能装备体系提供理论参考。

为研究煤直接液化柴油（DDCL）-聚甲氧基二甲醚（PODE）混合燃料在船用柴油机中的应用潜力，

采用液相体积法（VOF），模拟研究不同燃料、喷嘴喷孔锥度和喷孔与针阀轴线角度对喷嘴喷孔内空化流动的影响。

结果表明：与针阀轴线夹角较大的喷孔内流空化强度大，夹角<60°喷孔内无明显空化；渐缩喷孔可有效抑制空化，且流通性好，湍流强度小；随PODE含量增加，混合燃料密度增大，喷孔内空化、湍流强度和流动损失减小，有效流通面积增大；DDCL质量流率低于石化柴油，前者掺混相同体积的PODE后质量流率提高6.2%，且高于石化柴油。

PODE掺混煤直接液化柴油混合燃料可降低喷嘴喷孔的孔内流动损失，改善喷孔流通性，增大质量流率。

为将微机电系统（MEMS）惯性测量单元构建的动态倾角仪更好地应用于船舶，克服系泊状态下横荡与纵荡运动即周期几秒至几十秒的加速度变化对倾角仪测量精度的显著影响，

研究相应条件下的倾角仪算法：利用陀螺测量数据进行姿态四元数更新，并获得隔离水平姿态角影响的水平加速度计测量值；在此基础上，通过误差分析与横纵荡影响分析，对水平加速度计测量值进行无时延低通滤波；以水平加速度计测量值的低频分量作为卡尔曼滤波器的观测量，以水平姿态误差和角速度测量误差为状态量，进行卡尔曼滤波与姿态闭环校正，从而使MEMS动态倾角仪在船舶系泊状态下长时间保持测量精度。

利用某型MEMS动态倾角仪开展横荡/纵荡试验，在加速度幅值达到0.8g的横荡/纵荡条件下，其测量精度达到0.2°（1σ），

验证所提算法的有效性。