基于钻井液上返流动作用下的隔水管动力学行为研究

本文对钻井隔水管在海洋环境载荷和钻井液上返流动耦合作用下的动力学行为特征进行了研究。通过能量法结合Hamilton原理建立了隔水管动力学模型，并引入弯曲梁单元的Hermite三次插值函数作为形函数对动力学模型进行离散，以此建立耦合作用下隔水管系统的有限元模型。在此基础上，在时域内通过Newmark积分法对隔水管系统的动力学响应进行数值求解，在频域内对隔水管系统的动力学特性进行模态分析，并进一步探讨钻井液参数对隔水管系统动力学行为的影响。通过数值模拟结果的对比发现：钻井液上返流速越大，隔水管的横向偏移越大，但其对隔水管的弯曲应力和固有频率影响不大；钻井液密度越大，隔水管的固有频率会增大，但其横向偏移会受到抑制。     

水下爆炸二次脉动压力下舰船抗爆性能研究

将船体梁视为两端自由的Timoshenko梁，在借用二维切片法和水弹性方法的基础上，计算船体染在水下爆炸二次脉动压力下的响应特性。同时，还建立了在考虑水面效应和气泡运动时舰船受到二次脉动压力的计算模型。最后，分析了浮筏式减振装置在水下爆炸二次脉动压力下船用设备的减振抗冲性能。     

力士乐用于主动波浪补偿的改进控制器可提升系统性能和价值

<正>2015年12月1日,博世力士乐推出了公司A4VSO和A4VSG液压轴向柱塞部件上的升级版电液控制器,可用于海工绞车中作为力士乐主动波浪补偿(AHC)系统的二次控制单元。新型力士乐DS2R电液控制器替代原有的DS1型号,采用可靠性更高、维护更简单而且成本更低的比例阀技术。该控制     

一种改进的异步电机DTC_SVM控制系统研究

考虑到传统DTC系统在低速时存在的磁链波形畸变和转矩脉动问题,研究了一种改进的DTC_SVM控制策略,将传统的非零空间电压矢量进一步细分,并推导了任意空间电压矢量合成方法,给出了基于矢量细分的DTC_SVM控制系统模型。仿真结果表明,该系统能提高转矩和磁链控制精度,同时有效降低转矩低速脉动,提高系统低速运行稳定性。     

基于ANSYS／LS-DYNA的低速碰撞仿真模拟

提出一种基于ANSYS／LS-DYNA低速碰撞动力响应计算的显式求解分析方法。首先采用有限元法，将撞击体离散成由三维实体单元构成的具有一定初始速度的离散质量系统，对靶板采用二维壳单元离散。然后在给定撞击速度的输入条件下，采用点面接触算法求解低速碰撞的动力响应时间历程。结合一个工程实例计算，说明了该方法的适用性。     

两艘多用途船的螺旋桨设计研究

以2艘多用途船螺旋桨设计为例，运用螺旋桨理论设计与模型试验为手段，探索了特定条件下加大桨叶后倾角（增加桨叶梢与船底板间隙）、改变螺旋桨叶面积以及增加桨叶侧斜角对诱导脉动压力和效率的影响。结果表明：采用减小空泡裕度增加盘面比的措施，对降低脉动压力的效果最为显著；增大侧斜角措施的效果居中；通过改变后倾角增大叶梢与船底板间隙的措施，降低脉动压力效果相对要小一些。     

水下爆炸气泡脉动压力下舰船及其设备抗冲击性能研究

将船体梁视为两端自由的Timoshenko梁,在借用二维切片法和水弹性方法的基础上,计算船体梁在水下爆炸二次脉动压力下的响应特性.同时,还建立了在考虑水面效应和气泡运动时舰船受到二次脉动压力的计算模型.最后,分析了浮筏式减振装置在水下爆炸二次脉动压力下船用设备的减振抗冲性能.     

SVPWM矢量控制不同频率对异步电机谐波影响分析

本文在SVPWM矢量控制策略下,只改变载波频率进行仿真,分析不同载波频率对谐波的影响.首先对SVPWM采样原理进行分析,建立载波频率与谐波关系的模型,然后对SVPWM矢量控制下的异步电机系统进行仿真,分析定子电流、转子转速和转矩波形,得出低谐波、响应速度快和转矩脉动小等特点,最后以A相定子电流为例,只改变载波频率分别取3 kHz、4 kHz和5 kHz进行FFT分析,对比三者的THD,可以得出载波频率越大,THD越小,谐波损耗越小.     

冰阻塞参数对吊舱推进装置性能的影响

为研究阻塞冰与吊舱推进装置相对位置变化引起的水动力性能变化规律、载荷分布特点和流场变化趋势，通过建立冰与吊舱推进装置相互作用的数值模型和理论计算方法，改变阻塞冰的状态和空间位置变化。计算结果表明：在来流方向，当阻塞系数相同时，冰块尾端与桨盘面的轴向距离越近，螺旋桨的推力系数和扭矩系数越大；当阻塞面积相同时，螺旋桨的旋向对螺旋桨的推力系数和扭矩系数的影响不大；在相同阻塞系数下，垂向距离分布对螺旋桨的推力系数和扭矩系数几乎没有影响。冰块阻塞物对螺旋桨的阻塞面积越大，螺旋桨前面的低压区域越大；随着阻塞面积减小，阻塞物对螺旋桨的影响逐渐减小。研究结果可为冰区吊舱推进器的总体设计提供指导。     

基于AMESim和Simulink的主动升沉补偿系统仿真分析

通过AMESim和MATLAB/Simulink联合仿真的方法建立二次调节主动升沉补偿系统的仿真模型，模型加入了时变和非线性因素的影响，能较为真实地反映实际主动升沉补偿系统特性和实现各种控制策略。研究结果表明：采用具有双前馈补偿的串级PID闭环控制，提高了系统的升沉补偿精度；变量机构与二次元件斜盘配合的间隙等非线性因素会降低系统补偿精度；绞车的非线性摩擦力矩对补偿精度的影响较小。     

海洋平台结构系统疲劳可靠性分析的一阶二次矩方法

本文提出了海洋平台结构系统疲劳可靠性分析的一阶二次矩方法，海洋平台结构系统中疲劳破坏的失效途径用一由若于失效单元组成的并闻系统来模拟，失效单元代表了平台结构中易发生疲劳破坏的管节点，文中寻出了失效单元依次破坏时的疲劳寿命与它们在其他单元均未破坏下的疲劳寿命之间的一船关系式，并用一阶二次矩方法计算上述并联系统的失效概率。     

直线感应电机次级结构对电磁力影响仿真分析

直线感应电机可以将电能直接转换成直线运动的机械能.它具有广阔的应用和发展前景.论文对比较常用的低速扁平单边型直线感应电机展开分析,基于ANSOFT二维瞬态场改变电机的次级导电部分结构对初级受电磁力进行计算,定性作出这些参数对电机电磁力影响的结论.仿真结果表明,次级导电部分厚度对初级受推力影响明显,距初级距离对初级受推力影响很小.当次级导电部分被与初级等宽、两端导通的铜条取代时,单根铜条面积越大,两根铜条间隙越小,产生推力越大而平稳.该结论为后续研究打下坚实基础.     

湍流脉动压力下椭球声呐腔水动力自噪声分析

运用统计能量法建立水下椭球壳形状的声呐腔模型.利用计算流体动力学软件计算不同航速下声呐罩表面湍流边界层的分离点,考虑了湍流脉动压力空间分布的不均匀性.分析航速以及不同吸声和阻尼处理方案对声呐腔水动力自噪声的影响.理论评估吸声处理的结果和数值计算的结果比较吻合.研究表明:航速越大,自噪声越大;透声窗面积所占总表面积的比例...     

烟囱热排烟对舰船甲板风下洗影响的大涡模拟

采用低速气流运动控制方程组和湍流大涡模拟方法,研究迎面来风条件下、烟囱热排烟对舰船甲板风下洗气流的影响,得到舰船飞行甲板上空下洗与航向、横向速度随时间的变化。较无热烟气排出,热排烟使飞行甲板上方的下洗速度时均值减小,其脉动幅度增加;飞行甲板上距离机库门相同的位置上,越靠近首尾对称面,热排烟对下洗速度的影响越大;越靠近舰尾区域,热排烟对飞行甲板风下洗速度的影响越小。     

柱塞泵对异步电动机定子电流的谐波分析

当异步电动机拖动液压柱塞泵负载运行时，由于泵本身的流量脉动引起其输出转矩的脉动，从而在异步电动机的定子电流中注入了大量的谐波成分，不仅影响液压传动控制系统的精度，而且恶化了系统的EMC特性。从柱塞泵的流量公式出发，利用傅立叶变换推导其流量脉动中存在的频率成分。又因为液压缸运行时其流量不存在脉动，所以当电动机驱动泵控缸时，可以认为其电流中的谐波只是由泵的脉动特性所引起。从这一角度出发，在MATLAB／SIMULINK中建立电液伺服系统模型，用仿真实验证明泵向电源线中注入了谐波成分。     

烟囱热排烟对舰船甲板风下洗影响的大涡模拟

采用低速气流运动控制方程组和湍流大涡模拟方法,研究迎面来风条件下、烟囱热排烟对舰船甲板风下洗气流的影响,得到舰船飞行甲板上空下洗与航向、横向速度随时间的变化。较无热烟气排出,热排烟使飞行甲板上方的下洗速度时均值减小,其脉动幅度增加;飞行甲板上距离机库门相同的位置上,越靠近首尾对称面,热排烟对下洗速度的影响越大;越靠近舰尾区域,热排烟对飞行甲板风下洗速度的影响越小。     

基于人工智能的三维结构全局应力求解方法研究

针对结构健康监测系统（SHM）中有限数量的应力测点难以监测结构全局应力的问题，提出一种基于人工智能的三维结构全局应力求解方法，通过少量应力测点实现对三维结构物应力场的实时求解。首先，基于有限单元之间对载荷响应的关联性，运用相关性分析找出求解三维结构物应力场的特征单元；其次，利用神经网络建立特征单元与相关单元的求解关系，并将特征单元设为应力测点进而求解结构全局应力；然后，以某海洋平台连接器结构为应用主体，考虑测点数量、神经网络架构、收敛准则等因素对求解精度的影响，建立连接器结构应力场人工智能算法优化模型；最后，开展实尺度模型试验，经比较分析得出该算法模型应力求解精度高达93.6%，该技术可切实提升SHM系统的实用性，将传统的对“点”监测提升为对“场”监测。     

隔膜增压装置冷却系统强化换热模拟实验

为实现流体自身脉动过程中脉动速度的提升,从而提高能量效率,避免强制脉动源中大功率脉动发生装置的使用,设计开发一种带有脉动增压功能的隔膜增压装置换热装置,开展使用隔膜增压装置对船舶冷却系统脉动换热强化作用的实验。结果表明,隔膜增压装置提供的增压效果有利于强化脉动换热;隔膜增压装置对脉动系统增加的压力越大,脉动换热效果越好;实验中存在最佳的脉动频率值f_2=1.70 Hz使脉动系统增压后强化换热效率达到最大值。     

低速水下航行器惯性调节系统的建模仿真

水下航行器低速运动时舵效低,主要通过注、排水来改变质量等惯性参数实现一定范围内的运动姿态调节。为了分析低速水下航行器运动姿态惯性调节策略的可行性,模拟水下低速航行器与其惯性调节系统的耦合动力学特性,本文基于AMESim和Simulink建立了水下航行器的联合仿真模型,实现了水下航行器惯性调节系统的参数化快速建模和工况仿真。以某小型水下航行器为例,通过双环PID控制惯性调节系统,改变航行器的运动姿态,使其在受到海浪等干扰后快速恢复到初始深度,验证了系统的有效性。     

吊柱干涉作用下吊舱推进器的激振力特性

为了探究螺旋桨与吊柱干涉作用下的吊舱推进器激振力特性，采用延迟分离涡模拟方法，开展均匀来流下吊舱推进器非定常敞水数值模拟，获得0.60、0.82和1.00等3种进速系数下螺旋桨推力、扭矩及吊舱表面压力脉动特性。结果表明：均匀来流下受吊舱体作用，在吊柱前方产生局部高伴流区，使叶片周期性扫掠吊柱前方流场时发生叶面短暂压升，从而诱导轴向力及扭矩脉动，其特征频率主要为叶频；吊舱左右两侧表面压力脉动呈现非对称性，左侧与右侧对称测点压力差值为10%～20%；舱体前缘至后缘表面压力呈现先减后增趋势，主要特征频率为轴频及叶频；部分测点还捕捉到4倍轴频，可能与吊舱表面二次涡结构有关。