舰船供电生命力测试指标选择与方法研究

针对大部分舰船供电生命力研究集中在评估方法而缺少实船测试的缺陷,本文从供电生命力设计要求和电力系统组成角度出发,对舰船供电生命力测试列项、指标分析及测试方法进行研究。进而形成一整套实船供电生命力测试方案并应用于舰船性能鉴定试验,为后续舰船供电生命力性能鉴定试验提供理论和实践支撑。     

舰船电力系统网络结构分析

阐述了单电站三种电力网络、两电站两种电力网络和多电站三种电力网络的设计原理和技术特点,分析不同电力网络形式对舰船电力系统生命力和可靠性的影响;以几种典型电力网络方案为例,计算各电力网络结构的供电概率,提供舰船电力系统网络设计建议。     

空爆载荷下舰船典型结构损伤研究进展

舰船防护结构作为抵御各种战术武器攻击的有效手段,其抗爆性能直接关系到舰船生命力,一直以来受到各国海军重视并开展了广泛研究工作。本文从简单结构出发,首先介绍了舰船典型平板及加筋板架结构抗空爆冲击波载荷毁伤的研究成果;然后,评述了近年来国内外采用新型夹层结构提高舰船抗爆性能的研究现状及应用可行性;最后,对舰船抗爆结构的发展方向做了展望,可为舰船防护领域进一步开展抗爆研究及结构优化设计提供参考。     

舰船推进系统生命力加权模糊评估

本文应用系统工程中模糊数学理论对舰船推进系统生命力进行了加权模糊评估。运用加权的方法考虑了舰船的不同部位在遭受各种武器攻击或其它灾害毁伤下推进系统损伤概率的综合计算方法。建立了通用的、简便的生命力预估的数学模型,得出表征舰船推进系统生命力的指标,为解决舰船推进系统配置方案论证设计提供了依据。所讨论的方法具有通用性,可解决更复杂系统的生命力评估。     

多供电模式舰船电力系统保护策略

同时配置有柴油发电机组和逆变电源的舰船电力系统存在多种供电模式。由于逆变电源与柴油发电机组的短路输出特性不同,各种供电模式下舰船电力系统的短路特性也存在较大差异。传统舰船电力系统保护策略已不能满足多供电模式电力系统保护设计的需求。针对此问题,提出基于断路器本地测量数据、适应多供电模式的系统保护策略,结合低电压加速反时限过流保护技术,对逆变电源及负载断路器进行配置与整定。仿真结果表明,所提出的系统保护策略在逆变电源供电与柴油发电机组供电等模式下,均能实现较好的保护选择性和速动性,可为同类型舰船电力系统选择性保护设计提供参考。     

舰船多电站供电网络研究与分析

为保障电力系统供电的生命力,一般舰船都设有两个电站或多个电站,向全船负载供电。通过对电力系统冗余设计、电气设备布置、损害管制设计进行了研究与分析。从而得出结论:多电站供电网络是冗余设计的结果,实际运行不需要环网供电。     

舰船船型航行性能的多学科设计优化应用研究北大核心CSCD

舰船船型航行性能设计及优化是舰船总体设计的重要部分。针对以往迭代式的多方案船型设计及优选效率较低、难以获得全局最优解等不足,引入多学科设计优化方法,开展船型航行性能优化。以DTMB 5415标模船型阻力、耐波性和操纵性等综合优化为例,介绍船型多学科协同设计优化的一般过程,建立以典型性能指标为优化目标的数学模型,获得了综合航行性能明显改善的船型方案,验证了多学科设计优化在船型设计中的应用潜力。研究成果可为工程船型设计提供有益参考。     

舰船设备与总体安全性损伤等级的对比研究

应用数值方法对水面舰船及舰上设备进行水下非接触爆炸的数值试验,通过设置大量的工况计算可得舰船总体与设备的损伤半径,对比各损伤半径可得总体和设备的损坏顺序对舰船生命力的影响,由此可以判断在不同爆距范围内对舰船结构及设备的破坏程度及破坏部位,对工程应用有一定的指导意义,可为舰船生命力的评估提供参考.     

舰船船型航行性能的多学科设计优化应用研究

舰船船型航行性能设计及优化是舰船总体设计的重要部分。针对以往迭代式的多方案船型设计及优选效率较低、难以获得全局最优解等不足,引入多学科设计优化方法,开展船型航行性能优化。以DTMB 5415标模船型阻力、耐波性和操纵性等综合优化为例,介绍船型多学科协同设计优化的一般过程,建立以典型性能指标为优化目标的数学模型,获得了综合航行性能明显改善的船型方案,验证了多学科设计优化在船型设计中的应用潜力。研究成果可为工程船型设计提供有益参考。     

水面舰船总体方案设计多目标综合评估方法

为了优化水面舰船总体性能,开展舰船总体方案多目标综合评估方法研究,对待选方案进行多目标综合评估,可为方案的选择提供理论依据。对各综合评估方法的原理、特点及其在舰船评估领域的研究现状、发展前景等进行简要梳理,在此基础上,重点根据舰船方案评估的特点和熵权法的不足对其数学模型进行改进,与理想点法相结合,提出具有客观性且适用于舰船方案评估的熵权理想点综合评估法,并引入实例进行计算、分析和验证。研究结果表明,提出的熵权理想点法在舰船方案评估领域具有可行性和有效性。     

损伤树在舰艇电力系统生命力评估中的应用

根据系统工程数学中的可靠性理论，提出了舰艇电力系统生命力的损伤树分析方法，建立了该系统的损伤树和生命力评估模型，并对其进行了详细的说明．为电力系统生命力的评估提出了一种实用简便的方法。通过对某舰电力系统生命力评估分析，提出了提高电力系统生命力的合理建议。     

基于模糊综合评判的舰艇推进系统生命力评估

应用模糊数学理论对舰船推进系统生命力进行了模糊综合评判,讨论了舰船推进系统在常用武器攻击下的模糊评估模型,并以某型舰艇的推进系统为例,通过综合模糊评估,得出整个推进系统的生命力指标.评估结果说明,根据加权模糊综合评判模型,可把模糊性很强的舰船生命力指标量化,为推进系统设计方案选优提供依据.     

Designing Electrical Power Systems for Survivability and Quality of Service

The primary aim of the design of a shipboard electric power system has traditionally been survivability and continuity of the electrical power supply. Survivability relates to the ability of the power system, when damaged by a threat, to support the ship's ability to continue its missions. Power continuity relates to the ability of the power system to reliably provide power to ship systems under normal operations. This paper proposes new metrics for survivability and continuity of service that enable a better definition of power system requirements linked to the operational needs of the ship. For survivability, the threats for which a ship is designed are its design threats, and the required residual capability following damage from a design threat is the design threat outcome. Quality of service serves as a metric of the continuity of the electrical power supply under normal operation. Quality of service is measured in terms of a mean time between service interruption. A service interruption is defined as any interruption in the supply or deviations outside normal bounds of power quality that prevent a load from performing its assigned function.     

含大功率脉冲性负荷的船舶供电系统设计及研究

脉冲性负荷是一种功率波动明显、频率切换频繁的负载,而船舶电力系统的容量和惯性较小,容易受到负荷波动的影响。本文首先根据雷达的种类、功率,及其运行特性和影响,将其进行分类并梳理出相应的解决思路,对功率波动周期和占空比都不确定的脉冲负荷雷达进行研究。由于柴油机的调速特性和发电机的调压特性都跟不上负荷频幅的波动,脉冲性负荷的工作会给船舶电力系统造成恶劣的影响,本文设计了一种含电容储能的脉冲性负荷供电系统,并完成储能电容参数的计算,结合柴油发电机组固有机械储能特性优化配置电容储能的容量。通过仿真验证了该供电系统在雷达多种典型工况下,直流母线电压的波动满足相关指标要求,网侧输入功率平滑稳定,且网侧电压谐波小于2%,满足负荷供电需求及舰船电网抗负载冲击的要求。研究结果对脉冲负载在舰船电力系统中的应用及其设计方面具有一定的指导意义和参考价值。     

船舶岸电技术研究及其应用

岸电上船技术能够有效地减少船舶靠港期间的污染。对岸电上船技术进行了深入研究,设计了一套岸电变频电 源系统,实现了岸基电源与船电系统无缝连接,由岸基电源进行安全、可靠的供电。     

船用柴油发电机模拟机的设计

柴油发电机是舰船上重要的电源装置,它的性能直接影响到船上的电力系统性能。本文以某船用12相、8极柴油发电机为原型,详细阐述了其模拟机的设计方法。其模拟机的研制,对船上电力系统动态模拟和研究、船用柴油发电机的设计和研制提供了新的手段。     

基于船舶电力系统的光伏并网发电实验平台设计及评价

随着石油资源的枯竭和环保要求的不断提高,将太阳能光伏发电应用于船舶是目前绿色船舶发展的一个重要方向。将光伏电能与船舶电网进行并网运行是提高能源利用效率和电网可靠性的重要途径。针对船舶平台及其电网的典型特点,设计完善了一套能够开展光伏电能与船舶电网并网运行的实验平台。分别从实验平台的基本组成、运行模式和评价指标这三个方面进行了详细论述,对船用光伏并网系统的设计和研究提供了重要的依据。     

考虑动态稳定性的船舶电网重构技术研究

在进行供电网络重构策略的寻优过程中,一般只考虑最大负载恢复量、节点电压、电流约束等目标网络的稳态信息,系统动态稳定性则因为判断策略复杂等因素,常常忽视重构方案在实施过程中动态稳定性问题。因此,在进行重构方案的寻优过程中,除了考虑重构后网络中的潮流分布因素外,还应对预想性重构方案执行过程的稳定性进行分析,以确保决策全面可实现性。如果不进行重构策略的动态稳定性校验,仅凭“最大负载恢复量”和“潮流分布”选择的重构方案可能会导致故障影响进一步扩大,产生更严重的事故。本文将从船舶供电系统的特点和船舶供电网络重构的需求出发,建立一种准确、快速的分析方法。     

串联式混合动力内河船舶参数匹配及控制策略研究

以某环境监测船为研究对象,根据基本参数与设计指标,在满足船舶动力性指标要求的前提下对船舶动力系统进行参数匹配,提高船舶经济性并改善排放性能。在混合动力船舶电力推进试验平台上采用切换理论控制策略进行仿真试验,结果表明,船舶在满足性能要求的前提下,燃油消耗量大幅降低,验证了动力系统参数匹配结果及控制策略的合理性和可行性。