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振动与冲击

第42卷第19期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVol.42No.192023

基于PI定理的船舶冲击环境预报方法研究

β君，杨俊杰²，王弗凡

赵晓俊，郭

（1.哈尔滨工程大学船舶工程学院，哈尔滨150001；2.大连船舶重工集团有限公司，辽宁大连116005）

摘要：考虑到船舶水下非接触爆炸冲击响应的强非线性传递规律，采用K-Means聚类以及二分K聚类算法搭建

的RBF网络对其冲击响应的谱速度值加以训练和预报。在网络中,选取仿真计算过程中涉及到的诸多参变量来表征船

舶冲击环境的特征参数，利用量纲分析及T-定理理论分析方法将原始特征参数转换为无量纲量并且剔除不适应的参

量。结果表明,参数无量纲化处理可以提高网络对响应谱速度值的预报准确性，并使预报值偏离仿真结果10%范围内的

占比有明显提升，此外得出结合无量纲参数的二分K聚类RBF网络模型对冲击环境谱速度值的预报效果最佳。

关键词：冲击响应；无量纲；神经网络；聚类

中图分类号：U661.44文献标志码：AD01:10.13465/j.cnki.jvs.2023.19.019

AmethodforpredictingshipimpactenvironmentbasedonPItheorem

ZHAOXiaojun,GUOJun,YANGJunjie?,WANGFufan

(1.CollegeofShipbuildingEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China;

2.DalianShipbuildingIndustryCo.,Ltd.,Dalian116005,China)

Abstract:Here,consideringstrongnonlineartransmissionlawofshipunderwaternon-contactexplosionshock

response,aRBFnetworkconstructedusingK-meansclusteringandbisectingKclusteringalgorithmwasusedtotrainand

predictspectralvelocityvaluesoftheshipsshockresponse.InRBFnetwork,manyparametersinvolvedinsimulation

calculationprocesswereselectedtocharacterizecharacteristicparametersofshipimpactenvironment,anddimensional

analysisandr-theoremtheoreticalanalysismethodwereusedtoconvertoriginalcharacteristicparametersinto

dimensionlessquantitiesandeliminateunsuitableparameters.Theresultsshowedthatdimensionlessparameterprocessing

canimprovethecorrectnessofnetworkpredictionofresponsespectralvelocityvalues,andobviouslyincreasethe

proportionofpredictedvaluesdeviatingfromsimulationresultswithin10%ran