[发明专利]一种时间序列分段的船模阻力试验数据评估方法

说明书

本发明提出了一种时间序列分段的船模阻力试验数据评估方法，是一种考虑了船模在行进过程中的周期性，从而使用时间序列分段的分段分析方法来评价单次船模阻力试验数据的方法。该方法能够适用于任意船型的单次试验，消除船模阻力试验中人为因素的影响，使得单次船模阻力试验的判定结果更加可靠。

技术领域

本发明涉及船舶水动力试验领域，具体涉及一种时间序列分段的船模阻力试验数据评估方法。

背景技术

船舶水动力试验技术是航运业和造船业发展必要的技术基础，对于船舶性能的技术变革和节能减排战略的实施具有重要意义。国际海事组织(IMO)和国际拖曳水池会议(ITTC)均将船舶水动力试验技术作为船舶设计及性能评估过程中必不可少的一环，要求大洋船舶在设计阶段必须经过水池试验验证，并建议研究机构对水动力技术进行不确定度分析(Uncertainty Analysis)。

水池试验的验证结果用以判定当前所设计船舶的性能，对于船模水池试验而言，船模阻力试验是评估船型性能的第一步，其目的是从船型的角度上评估当前设计船型在不同装载状态时的阻力性能，因此水池试验结果的精确程度对船舶性能的预报产生直接的影响，这意味着船模阻力试验的结果要尽可能的准确，结果的重复性要尽可能的稳定。

根据ITTC规程(7.5-02-02-01,Resistance Tests)，在获取船模阻力试验过程中，常用的方法是通过尽可能延长采样时间，通过时间序列平均的方法来获取船模阻力试验结果。尽管ITTC等组织对于水池试验方法有明确的规定，但这种规定并没有包括具体采样时间的长短，所以目前都是通过人工的方式截取一段时间序列的采样值，将这段时间序列的采样值的均值作为测试结果输出，时间序列的长短较大依赖于测试人员的经验，这导致试验结果在一定程度上存在人为因素影响，且较大依赖于测试人员的经验，难以对数据进行评价，并且该种方法忽略了船模在前进过程中受力的周期性，船模在测试过程中，存在明显的周期性，采用人工截取时间序列做平均的方法会掩盖船模阻力试验采样信号的周期性，导致单次结果的随机性被放大，无法量化输出结果的客观性；而通过多次重复性试验得到的数据可以提高试验数据的可信度，方便对数据进行评价，但是会导致试验成本上的大大提高；因此，在控制成本的基础上，即单次船模阻力试验的情况下，一种对其数据进行客观评估的方法亟待提出。

发明内容

为解决目前单次船模阻力试验数据结果难以客观评价的问题，本发明提出了一种时间序列分段的船模阻力试验数据评估方法，是一种考虑了船模在行进过程中的周期性，从而使用时间序列分段的分段分析方法来评价单次船模阻力试验数据的方法。该方法能够消除船模阻力试验中人为因素的影响，使得单次船模阻力试验的判定结果更加可靠。

本发明的技术方案如下：

一种时间序列分段的船模阻力试验数据评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集单次船模阻力试验过程中的一段有限时间序列的各个时间点的船模阻力试验数据，并计算求得所述有限时间序列的各个时间点的船模阻力试验数据平均值即阻力平均值R₀。

S2、以船模阻力值为纵坐标，所述有限时间序列为横坐标建立坐标系，以所述阻力平均值R₀为参考线，对所述有限时间序列进行分段，从有限时间序列初始时间点开始第一个跨过R₀参考线的时间点记为T₀，依次将第二个到最后一个跨过R₀参考线的时间点记为T₁，T₂…T_max，然后依次将T₀-T₁，T₁-T₂，…，T_max-1-T_max的时间序列区间记为周期段N₁，N₂，…，N_max，即将所述有限时间序列分为max个周期段。