潜艇高压气吹除系统流量模型的构建与实验分析

潜艇在水下较高航速发生舱室进水或舵卡事故时,只能通过高压气吹除系统实施应急上浮进行挽回,而潜艇挽回成功与否主要取决于高压气吹除能力。为建立准确的高压气吹除系统高压气流量模型,本文在建立高压气吹除系统高压气流量数理模型的基础上,通过设计高压气吹除系统小比例实验装置进行高压气吹除的流动实验,分析影响高压气吹除流量的主要影响因素。对比实验结果和数理模型仿真结果表明,所建数理模型能较好描述高压气的流动过程,将吹除流量系数取0.7比较合理。     

船舶水下清洗设备控制部分设计

为提高船体水下清洗设备的自动化程度,使清洗设备能在人控制下自动地前进、后退、左转、右转、清刷头的自动提升和下降,文章设计了采用单片机控制液压马达驱动爬行机构运动及红外对射自动调整叶片高度的叶片清洗装置,使清洗设备既洗掉附在船壳上的海生物,又不刮伤船壳表面的油漆。并对整个电路的调试,采用软件进行模拟仿真运行,来提高设计准确率,并在实验中得到验证。     

微型海光缆水下高速布放研究

提出了将微型海光缆用于海上作业平台大容量通信的临时通信线路的思想,设计了一种可控的微型海光缆水下被动式高速放线器,对用该放线器水下放线时微型海光缆的受力状态和位置信息进行了计算机模拟仿真,仿真结果为下一步海上放线试验提供了理论参考.     

基于有限元仿真的水下航行器静电场影响因素分析

基于有限元方法和电极动力学理论,对水下航行器腐蚀静电场进行仿真模拟,考察了水下航行器的静电场分布特性,并对海水电导率和辅助阳极数量、位置及输出电流强度等多种影响因素进行对比分析,为基于电磁建模的舰船静电场特征分析和隐身优化设计提供理论参考。     

基于双阵纯方位的水下运动目标运动分析研究

单基阵纯方位水下目标运动分析需要基阵所在平台至少作一次机动,复杂多变的海战环境中,往往并不允许平台执行机动,故通常需利用多维信息对水下目标进行运动分析。本文基于双阵方位进行水下目标运动分析,目前相关公开文献中多是从仿真层面对该问题进行研究,本文在数值仿真的基础上,通过对海试数据的处理,从试验层面研究这一问题。文中采用最大似然估计法和扩展卡尔曼滤波方法进行双阵纯方位水下目标运动分析,通过数值仿真及海试数据的处理,验证算法的有效性。     

用于直流快速开关的电磁斥力机构仿真及优化设计

本文对用于直流快速开关的电磁斥力机构进行仿真分析研究，通过优化影响电磁斥力机构设计的主要参数设计了试验样机。通过样机的试验，验证了仿真分析的准确性。     

基于双阵纯方位的水下运动目标运动分析研究

单基阵纯方位水下目标运动分析需要基阵所在平台至少作一次机动,复杂多变的海战环境中,往往并不允许平台执行机动,故通常需利用多维信息对水下目标进行运动分析.本文基于双阵方位进行水下目标运动分析,目前相关公开文献中多是从仿真层面对该问题进行研究,本文在数值仿真的基础上,通过对海试数据的处理,从试验层面研究这一问题.文中采用最大似然估计法和扩展卡尔曼滤波方法进行双阵纯方位水下目标运动分析,通过数值仿真及海试数据的处理,验证算法的有效性.     

高压气吹除时机对潜艇动力抗沉影响的仿真研究

在建立破损潜艇高压气吹除模型的基础上,考虑潜艇处理水下舱室破损的常用操纵措施,通过计算机模拟仿真得到不同高压气吹除时机潜艇动力抗沉的主要运动参数变化趋势,分析结果表明,高压气吹除时机在一定情况下对动力抗沉的成功与否起着决定性作用,并提出了动力抗沉时关于高压气使用时机的一些建议。     

基于UUV的水下目标非声探测技术研究综述

无人水下航行器(UUV)是一种无人驾驶,通过遥控或自动控制在水下航行的航行体,具有自主性、低风险性、隐蔽性、可部署性和环境适应性的特点,具有重要的军事价值。UUV以潜艇或水面舰为支援平台能够长时间在水下自主远程航行,并且可作为多种传感器的搭载平台,可应用于探扫雷、海洋监视侦察、潜艇探测、水下障碍物搜索定位以及通信导航等多个领域。随着以水下电场传感器、磁场传感器为代表的非声探测传感器技术和信息处理技术的发展,利用UUV平台搭载电磁传感器对水下目标进行探测、定位和识别已经受到国内外高度重视,具有广泛的应用前景。本文将首先对国内外典型UUV进行介绍,在此基础上阐述UUV水下电磁探测的基本原理,介绍UUV水下电磁探测的国内外发展趋势,最后对UUV水下电磁探测应用前景进行展望和分析。     

水下高压气吹除过程中水舱水量精确控制试验研究

水下高压气吹除是一个气液两相混合流动的复杂过程,很难建立精确的数学模型。本文在对高压气吹除进行相关理论分析基础上,开展吹除水舱水量精确控制试验研究,验证以水舱液位为主要控制参数实现高压气吹除过程水舱水量精确控制的可行性,达到了预期控制要求。     

耙吸式挖泥船高压冲水装置的数值模拟及水力优化

耙吸式挖泥船可利用耙头上的高压冲水装置有效提高疏浚作业的工作效率,现有高压冲水装置管路的设计仍不完善,一些结构亟待优化。采用数值方法对某高压冲水装置进行三维建模、模拟计算和分析,发现耙头内的高压冲水管路中存在较多漩涡流,水力损失较大,导致耙头施工时达不到理想的出口总压,影响效率;针对这些问题,通过使用渐变管、圆倒角等方式改善管内流动。结果表明,优化后的耙头高压冲水管路阻力损失减少,射流水速更高,冲水总流量提高约3%,出口总压增大,破土能力提升,从而提高疏浚作业的效率。     

基于CFD技术的舰炮发射对观瞄装置的影响

为分析舰炮发射时高温、高压、高速的火药气体对炮口附近的观瞄装置的影响,建立舰炮身管与观瞄装置的三维流场仿真模型,分析炮口流场的形成过程,得到舰炮发射时的压力场和温度场。同时对观瞄装置上各面及附近特殊点进行压力和温度的监测,分析各监测位置的数据。结果表明该总体方案下舰炮发射时,炮口冲击波对观瞄装置影响较大,高温火药气体对其的影响可以忽略。研究结论表明,利用CFD方法可以对武器系统总体方案的布置提供一定的设计参考。     

燃气蒸汽式弹射内弹道研究

燃气-蒸汽式弹射方式以其结构简单、温度适中、压力输出平稳等优点,被越来越广泛地应用到水下运载器的发射系统中,深入研究燃气-蒸汽式弹射装置的内流场对弹射装置的设计、改进具有重要意义.本文通过采用3种不同仿真模型对燃气-蒸汽式弹射内弹道进行计算,结果表明:对流场进行仿真计算时应同时引入汽化模型和组分输运模型,其仿真结果与实际情况更为相符.汽化模型对流场温度的影响比对压力和速度的影响更为明显.研究成果可为燃气-蒸汽式弹射装置的设计与改进提供理论支撑.     

主被动一体化隔振装置设计研究

针对舰艇舱室设备存在的多激励、低频谱振动问题,开展振动主动控制主被动一体化隔振装置研究,为构建基于浮筏隔振设计的主动控制系统奠定了理论和工程基础。首先,基于电磁作动原理初步设计电磁作动器,通过对动子和定子形态及间隙、线圈匝数、倒角形式及大小等进行仿真分析与优化设计;其次,基于COMSOL建模进行电磁特性、发热特性仿真分析;最后,基于浮筏隔振装置隔振、承载及安装需求,设计研制了主被动一体化的隔振装置。试验结果表明:该装置满足次级力源出力特性要求。     

Optical fiber based slide tactile sensor for underwater robots

In the underwater environment, many visual sensors don’t work, and many sensors which work well for robots working in space or on land can not be used underwater. Therefore, an optical fiber slide tactile sensor was designed based on the inner modulation mechanism of optical fibers. The principles and structure of the sensor are explained in detail. Its static and dynamic characteristics were analyzed theoretically and then simulated. A dynamic characteristic model was built and the simulation made using the GA based neural network. In order to improve sensor response, the recognition model of the sensor was designed based on the ‘inverse solution’ principle of neural networks, increasing the control precision and the sensitivity of the manipulator.     

基于HYSYS的船用双燃料发动机高压供气系统仿真

采用高压喷射气体燃料的低速二冲程LNG/柴油双燃料发动机对供气系统的供气能力及系统可靠性提出了较高要求,在高压供气系统的初始设计中对设计参数和设备选型等进行校核与评估尤为基础和必要。以针对某25000DWT LNG动力散货船设计的高压供气系统为例,采用油气系统工艺过程仿真软件Aspen HYSYS和换热器仿真单元软件Shell Tube Exchanger对系统在典型负荷下的工艺过程进行仿真,通过仿真值与设计值的对比,对高压供气系统的设计及设备选型进行分析。分析结果表明,高压供气系统的供气能力满足系统的设计要求,LNG高压气化/加热器的选型满足换热能力的要求且具有一定冗余。     

Seabed scene simulation and its realization in extending Vega

Realistic simulation of underwater scene is always difficult because of the special and complex vision effects in underwater space. Seabed is an important part of underwater environment. This paper describes the methods for seabed scene simulation based on OpenGL. It includes construction of fluetuant terrain based on the random sinusoidal algorithm, simulation of seabed flicker effect by means of circular texture mapping and generation of turbidity effect by using fog techniques. For the application based on the leading high level 3D development environment-Vega, underwater scene simulation is still a difficulty since there is no module for it. Based on the analysis of Vega software and the research on seabed scene simulation methods, a Vega extending module named “Underwater Space” was created through developing module class and extending lynx interface. The module class was designed through developing DLL written in C . The Lynx was extended through developing keyword configure file, GUI configure file and lynx plug-in DLL. The problem that Vega can‘t simulate underwater space, is elementarily resolved. The results show that this module is efficient, easy using, and the seabed scene images am vivid.     

基于AUTODYN的水下爆炸冲击波模拟研究

为提高水下爆炸冲击波的模拟精度,基于AUTODYN程序,采用数值模拟和实验研究相结合的方法,研究了网格密度、状态方程等对数值模拟结果的影响.发现要同时获得较好精度的压力和冲量模拟结果需要设置较高的网格密度;而状态方程的不同也有影响,计算结果表明,相对于多项式状态方程,SHOCK状态方程模拟中远场冲击波时更为准确.基于上述研究结果,通过设置较高的网格密度并利用SHOCK状态方程模拟了实验室小水池水下爆炸的冲击波传播情况,发现无论是峰值压力还是压力衰减趋势的模拟结果都和实验相符,说明了AUTODYN模拟冲击波传播的精确性.     

水下航行器小通道内蒸汽冷凝换热计算分析

针对水下航行器用冷凝器的结构特性和使用环境,建立冷凝器中小通道内蒸汽冷凝换热过程的焓值模型,对流换热系数模型和压力模型。根据4种不同的换热系数计算式,求解对应关系式下的焓值、温度、压力和干度仿真值,并结合实验数据进行对比分析,得到在单相区采用 D-B关联式,在两相区采用 A-R关联式,计算的结果误差最小。并以此为基础,对小通道的截面尺寸进行计算分析,计算结果表明：当通道截面宽度为6 mm时,小通道具有较好的流动换热能力,为水下航行器的工程设计提供重要参考。     

基于参数自适应PID的船用阀门爆破片寿命试验机压力测试方法

文章设计的爆破片寿命试验机采用基于上下位机控制的气液增压技术实现爆破片测试压力的伺服控制。为满足气液增压爆破片压力控制这一非线性系统的控制精度要求,文章建立气液增压控制系统的数学模型,设计并应用一种基于模糊逻辑控制器以实现参数自适应调整的PID控制器。试验测试结果表明：爆破片寿命试验机不仅达到了设计要求,同时符合国家标准对阀门爆破片性能测试的相关规定,所建立的气液增压伺服系统数学模型对同类工程研究具有一定的指导意义。