基于蒙特卡洛法的实船功率性能试验不确定度分析
2021-03-02刘伟张秀凤张威
船海工程 2021年1期
刘伟,张秀凤,张威
(1.中国船舶科学研究中心,江苏 无锡 214082;2.大连海事大学,辽宁 大连 116026)
实船功率性能的准确测量在船舶指标验证及模型预报方法研究方面具有重要的作用,但在实际测量与分析中,由于受到风、浪、流等复杂环境条件的影响,科学有效的评估实船功率性能试验结果的不确定度就比较困难。在船舶快速性试验不确定度分析领域,模型试验的不确定度分析方法[1-2]发展相对成熟,(International Towing Tank Conference, ITTC)推荐规程中已给出了阻力测量不确定度分析的示例[3]。而国内外尚无成熟的实船快速性试验不确定度分析方法,国内在实船不确定度方面的研究多数集中于某个不确定度源[4-5],无法满足实际海上风浪条件下的不确定度分析要求。国外有学者采用蒙特卡洛法分析实船功率测量的不确定度,对12艘姊妹船进行了一系列海上试验的案例研究,基于“精密限”和“偏差限”的概念分析了主要不确定度源的分布,通过蒙特卡洛法[6]分析实船试验主要影响因素[7]。
中国计量规范在ISO框架下给出了2种测量不确定度分析方法,即JJF1059.1—2012测量不确定度评定(GUM法)和用蒙特卡洛法评定测量不确定度(MCM法),其中GUM法适合测量模型和传递函数清晰简单的测量不确定度分析,而MCM法适合于测量模型复杂、计算模型的偏导困难等情形。对于实船试验不确定度分析,由于需要考虑大量的海上环境修正因素,导致测量模型非常复杂,难以建立单一的传递关系式,因此考虑采用蒙特卡洛法分析不确定度。……
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