LNG船对船过驳作业配置模型与安全稳定性分析

针对LNG船对船过驳作业中设备选型与配置问题, 利用多层次模糊综合评判分析并系统性地构建了LNG船对船过驳作业配置模型, 提出了LNG船对船过驳设备配置稳定性的定量分析方法和计算流程, 以145 000 m3和60 000 m3的LNG船舶为试验对象, 利用计算流体动力学(CFD)技术对2船组合体配置系统开展仿真试验分析, 并基于仿真试验结果开展了该模拟工况条件下LNG船对船过驳选型适配度的计算。结果表明: 在模拟工况下LNG船对船过驳选型与配置适配度为0.85, 与最优值1.00的误差为15%, 在20%的误差允许范围内, 验证了所提出的LNG船对船过驳作业选型与配置模型的有效性; 同时, 明确了LNG船对船过驳作业的环境限制条件应为能见度大于1 000 m, 风力小于6级, 流速小于2.5 n mile/h, 过驳作业安全区半径范围为1 210 m。采用所构建的过驳作业选型与配置模型能够实现LNG船对船过驳作业设备选型与配置安全稳定性的量化分析和确定具有普适性的LNG船对船过驳作业限制条件, 对于保障LNG船对船过驳作业关键配置选型的安全性具有重要意义。      

基于碰撞数值模拟的桥梁等效静力船撞力——基本公式

建立3000-50003t载重吨位共5艘典型船舶的精细碰撞有限元分析模型,采用LS—DYNA碰撞分析软件计算得到相应的船撞力时间过程。给出最大峰值、局部平均和全局平均3种等效静力船撞力的定义,研究3种等效静力船撞力与船舶载重吨位和碰撞速度的关系。基于对碰撞计算结果的统计分析与参数拟合,提出桥梁等效静力船撞力计算的统计关系,并与美国AASnTO《桥梁船舶撞击设计指南》、《欧洲统一规范2．7分册》和我国《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002．1—99）中给出的等效静力船撞力计算公式进行对比和讨论。     

基于碰撞数值模拟的桥梁等效静力船撞力-修正系数

针对基于碰撞数值模拟的桥梁设计船撞力的基本公式,提出根据桥墩几何因素修正设计船撞力的设想。采用碰撞数值模拟技术对船撞承台进行详细计算,深入研究等效静力船撞力与承台几何形状的关系,得出等效船撞力的桥墩几何修正系数计算公式,并对桥梁设计船撞力的基本公式进行修正。     

车用LNG供给系统排压气体收集利用装置

基于安全性考虑,车用LNG供给系统设有超压气体泄压装置,在使用过程中一旦超压,泄压装置即工作排气。一般情况下,超压气体直排至大气,若天然气聚集浓度较高易带来安全隐患,同时造成燃料浪费,影响车辆使用经济性。车用LNG供给系统排压气体收集利用装置能够自动收集储液罐排出的超压气体,并提供给发动机使用,这样不但可以改善天然气高浓度造成的安全隐患,还能够提高燃气利用率及经济性,带来更大经济效益。     

LNG客车安全保护专用装置介绍

LNG是一种易蒸发、易泄漏、易燃、易爆的深冷液体,所以作为车用燃料时,燃料供给系统和整车的安全防护设计必须更加周密,需要加装安全阀、过流阀、静电拖等安全保护装置,以确保其运行安全可靠。对于LNG客车的驾驶员和维修人员来说,必须了解掌握这些装置的结构和工作原理,才能确保车辆安全、高效的运行。     

桥梁受船舶碰撞的动力计算方法

计算了斜拉桥、连续梁和刚构桥在船撞动力作用下的响应,以考察船舶撞击力在航道桥设计中的重要性;对动力和静力方法的计算结果进行了比较分析,结果表明,对于所分析的几种桥型,采用静力计算方法得到的船撞结构内力、位移值与采用动力方法得到的船撞结构内力、位移值有很大的差别。对于设计,静力法过于粗糙,建议在桥梁船撞设计中采用动力计算方法进行船撞桥梁结构内力的计算。     

船闸船舶撞击力计算方法研究

为了合理确定船闸的船舶撞击力,采用瞬态动力分析方法对船闸闸室撞击力进行了计算研究。基于ABAQUS软件,建立船舶、护舷、闸室结构及周边土体三维动力有限元模型,考虑船侧橡胶护舷作用,对船舶撞击闸室进行瞬态动力分析,得到了撞击力与船舶排水量、撞击速度、撞击角度的变化规律,并对撞击力计算公式进行了拟合。研究结果表明:现有规范公式撞击力计算值偏小,低估了过闸船舶撞击力的影响;船舶撞击闸室的法向平均撞击力大小与船舶排水量的0.5次方、撞击速度的1次方、撞击角度的1.1次方成线性关系。     

桥区水域船舶临界失控水动力干扰区研究

基于细长体理论,将桥墩视为绝对静止船舶,针对会遇(船舶顺流驶经桥墩)及追越(船舶顶流驶经桥墩)2种状态,利用船间水动力干扰通用模型计算船-桥干扰水动力,MMG模型计算船舶操纵性能,验证了桥区水域船舶临界失控水动力干扰区域的客观存在,将桥区安全通航由桥墩被动防撞转化为船舶主动防撞.通过船-桥间间距等相关参数的变化,系统分析了桥区水域船舶临界失控水动力干扰的变化规律.     

混合动力客车循环工况下燃料经济性分析

在分析某混合动力客车的多种工作模式和循环工况的统计特性的基础上,给出最大能耗节约率计算方法.通过建立等效燃料消耗率的概念,详细分析各典型工况对该车燃料经济性的贡献率.最后提出混合动力城市客车控制策略制定的若干建议.     

球鼻艏船舶鼻艏正撞弹性变形系数研究

船只弹性变形系数是我国铁路桥涵设计规范船撞力计算公式中的重要参数。文中采用有限元碰撞仿真的方法研究了1艘载重量3 000t球鼻艏散货船鼻艏正撞时的鼻艏弹性变形系数的分布规律,得出船鼻艏正撞弹性变形系数是一个随船舶初撞动能而变化的动态值的结论,并将该结论推广到不同船型、不同吨级船舶的船艏正撞工况。最后建议,当采用铁路桥涵设计规范计算船撞力时,船只弹性变形系数应按船撞初动能分级取用,同时公式中计入静力功调整系数。     

汽车用LNG瓶排气及回收试验研究

在汽车用液化天然气(LNG)瓶排气特性试验的基础上,分析LNG瓶排气时间及规律,提出手动和自动两种排气回收方案.     

LNG汽车燃气供给系统开发应用

通过对LNG的优势分析,阐述了开发应用LNG汽车的必要性。针对LNG汽车燃气供给系统开发应用,提出了开发应用的关键所在是贮气瓶和汽化器的设计与匹配,并给出设计计算方法。着重对汽化器进行分析和设计计算,得出对应用具有指导作用的结论。     

柴油喷雾与LPG/柴油混合喷雾的对比研究

以ZH1105W柴油机为模型,采用Jaynes等人提出的雾化液滴尺寸和速度联合数目分布函数,对柴油喷雾和LPG/柴油混合喷雾的燃料液滴尺寸和速度数目分布进行了对比研究;采用液滴蒸发和碰撞模型对液滴尺寸理论数目分布与试验结果进行了对比研究。液滴尺寸和速度联合数目分布的研究结果表明,随着液体喷射速度的增大,液滴尺寸数目分布曲线向小颗粒偏移。随着液滴尺寸的增大,较大颗粒的液滴速度数目分布曲线的峰值先明显增大,到达中等尺寸后又明显减小。由于LPG/柴油混合燃料的闪急沸腾喷雾对燃料液滴具有突爆的加速作用,L30速度分布曲线的峰值速度比柴油的明显增大。累积的液滴尺寸分布和速度数目分布研究表明,由于混合燃料的闪急沸腾喷雾,L30尺寸数目分布曲线峰值相对于柴油向小颗粒方向偏移,L30的峰值大于柴油的峰值。说明L30喷雾所产生的小颗粒液滴多于柴油,雾化质量提高,碳烟排放得以大幅度降低。L30速度分布曲线的峰值比柴油略小一些,且略微向大速度方向偏移。说明与柴油相比,L30燃料较大速度液滴的数目略有增加。液滴蒸发和碰撞模型对于石油液体燃料的研究是可行的,对于液化气体燃料与石油液体燃料的混合燃料的研究,模型还有待于进一步改进。     

地铁盾构隧道下穿高压LNG（液化天燃气）管线距离要求及沉降控制标准探讨

随着城市地铁及城镇高压液化燃气管线建设规模及范围的不断扩大,新建地铁隧道下穿高压LNG管线的案例越来越多,而目前国家和地方相关规范、规定对下穿高压LNG管线距离要求及变形控制标准存在不统一的情况。本文通过对规范的梳理、理论计算和案例分析等方法,总结了地铁盾构隧道下穿高压LNG管线距离要求及与实际施工水平相符的沉降控制标准计算公式,可为相关方案的制定提供理论依据。     

基于虚拟线圈的内河船舶流量检测方法

实时检测内河船舶流量对水上交通管理具有重要意义.为实时检测船舶流量,研究了一种基于虚拟线圈的船舶流量检测系统.虚拟线圈即在视频图像上设置一个封闭区域,根据该区域内图像的变化检测是否有运动目标通过.利用RGB三通道背景差分法得到视频图像的二值化图像,二值化图像的三个分割阈值由大津法求出.设置2个平行的虚拟线圈,通过虚拟线圈的船舶会被检测并计数,同时检测船舶的船长与船宽,利用BP神经网络对船舶进行分类.通过在武汉长江大桥和武汉长江二桥上不同时间段采集的视频进行实验,结果表明,船舶计数正确率达到97.1%,计数漏检率2.9%,计数错检率0%,船舶分类正确率98.6%.处理一帧图片的平均时间为7 ms,具有较好的实时性.      

基于M/M/C排队模型的三峡大坝船舶待闸时长预测研究

为研究三峡大坝船舶在锚地长时间滞留待闸的问题,收集并统计了三峡坝区2013年下行方向上不同类型船舶到达上游锚地和通过船闸的流量数据,并对船舶待闸时间进行了频数统计;引入排队论方法,将船舶在三峡坝上锚地排队待闸到离开锚地的过程构建为随机输入多服务台排队系统,利用M/M/C排队模型求解系统的平均等待时间,平均队长等;将2013年船舶到达率和锚地服务率作为输入,模型计算得出的平均停留时间与实际情况的绝对误差为7.3%,表明了模型的适用性;使用不同的船舶到达率和锚地服务率参数,开展模型敏感性分析,结果表明若船舶到达率降低15%(例如15%的船舶采用翻坝运输),锚地泊位由超负荷状态转为能力充足;相反,若达到率增加15%,系统将处于不稳定状态,无法继续运行;但此时若将锚地服务率提高30%,则系统又能够恢复稳定,泊位可以满足需求.      

Impact of Liquid Load Shift on the Braking Characteristics of Partially Filled Tank Vehicles

Braking characteristics of a tractor-tank-semitrailer vehicle is investigated by incorporating the influence of liquid load shift occurring within the partially filled tank. The tank vehicle model is developed by integrating a steady state model of a partially filled tank and a pitch plane model of the vehicle. The liquid load shift occurring in the pitch plane of the vehicle during a braking maneuver is characterized using the change in the gradient of the free surface of liquid and the corresponding shift in the center of gravity of the fluid bulk. The change in normal load on the various axles of the vehicle during the maneuver is then computed to analyze the braking behavior of the partially filled tank vehicle. The braking characteristics of the tank vehicle are then compared to those of an equivalent rigid cargo vehicle in order to study the impact of liquid load shift. Influence of various vehicle and tank design parameters on the braking behavior and wheel lock-up condition is also investigated for typical braking maneuvers.     

Design and optimization of an LPG roller vane pump for suppressing cavitation

A roller vane type liquefied petroleum gas (LPG) pump was developed for a liquid phase LPG injection (LPLi) engine. Most of the LPG pumps used in the current LPLi engines are installed inside of the LPG tank, but this pump is intended to be installed outside of the LPG tank to overcome the difficulty of fixing an in-tank pump. Because LPG has a low boiling point and high vapor pressure, it usually causes cavitation in the pump and consequently deteriorates the flow rate of the pump. The purpose of this work is to optimize the design of the roller vane pump in order to suppress cavitation and increase the fuel flow rate by using a computational fluid dynamics (CFD) analysis. In order to achieve these goals, the intake port configuration and the rotor of the roller vane pump were redesigned and simulated using STAR-CD code. Computation was performed for six different models to obtain the optimized design of the roller vane pump at a constant speed of 2600 rpm and a constant pressure difference between the inlet and outlet of 5 bar. The computation results show that an increased intake port cross-section area can suppress cavitation, and the pump can achieve a higher flow rate when the rotor configuration is changed to increase its chamber volume. When the inlet pressure difference is 0.1 bar higher than the fluid saturation pressure, the pump reaches its maximum flow rate.     

沥青混合料矿料间隙率的计算方法探讨

研究了我国的沥青混合料矿料间隙率(VMA)规定值和计算方法。研究发现：我国普遍使用的马歇尔设计方法。根据集料公称最大粒径规定的最小VMA值与美国马歇尔设计方法给定的最小VMA及美国Superpave设计方法规定的最小VMA值本质上是一致的。但计算方法却不同。因此，采用现行计算VMA的4种方法，计算了25种工地沥青混合料的VMA值。研究表明：我国的计算方法之一，用空隙率与总沥青用量的和计算的VMA明显偏大，有时难以排除不满足最小VMA要求的混合料。我国的粗集料用毛体积相对密度和细集料用表观相对密度计算VMA的方法和美国的方法所用公式形式一样，但用我国方法计箅的VMA比用美国方法计算的VMA均偏大。在实际使用时，建议按照细集料含量与细集料平均吸水率的乘积大小，修正我国计算公式。使之接近沥青混合料的真实VMA。