船体结构直接计算所需的设计波

分析在船体结构有限元直接计算时用设计波作为直接计算所需的波浪载荷，先计算一定波长范围内规则波的频率响应函数，确定波浪载荷的主要载荷参数，由主要载荷参数达到的最大瞬时确定出对应的设计波，并编制了相应的计算程序。     

鱼雷航速航程与动力电池功率容量的关系

本文讨论电动鱼雷主要性能参数与其动力电池参数之间的关系。提出了综合功率系数概念及计算方法。综合功率系数愈小，推进系统的整体性能愈好。提高功率密度特别是提高体积功率密度对于减小综合功率系数非常重要。     

考虑氯化钠中毒影响的PEMFC电化学性能仿真

氯化钠中毒对质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell ,PEMFC)电化学性能有重要影响。通过量纲分析方法修正电化学模型并利用COMSOL Multiphysics平台量化分析氯化钠浓度对质子交换膜燃料电池性能影响，最后验证了修正电化学模型的准确性。结果表明：随着阴极空气中氯化钠浓度增大，电池电化学性能降低。低电流密度时，氯化钠浓度变化对质子交换膜燃料电池极化曲线、功率密度曲线几乎无影响；中、高电流密度时，电池输出电压、最大输出功率随氯化钠浓度增加而降低。当氯化钠浓度达到 8×10^-5mg·cm^-3，膜最大、最小电流密度分别下降30.83%、25.23%，最大输出功率密度下降50.00%。 关键词：质子交换膜燃料电池；氯化钠中毒；电池性能；数值仿真     

核能闭式循环氦气轮机动力装置性能优化

以潜艇用高温气冷堆氦气轮机循环为对象，用有限时间热力学理论和方法优化其性能，导出循环的功能、功率密度（功率与循环中最大比容之比）和热效率表达式，在高、低温侧换热器和回热器总热导率一定的条件下优化三个换热器热导率分配，得最佳功率、功率密度和热效率，并与文献中的概念设计方案性能作了比较。结果表明了本文方法的有效性。     

激光功率密度分布对表面温升的影响

分析了激光扫描时激功率密度分布状况不同对表面温升的影响,研究计算在扫描工艺参数不变时,因激光功率密度分布的非对称性引起往复扫描结果的差异,其分析结果对实际应用具有重要意义。     

不同纵摇轴位置下的二维柔性鳍推进性能与流场特性研究

利用FLUENT软件数值计算了二维柔性鳍作升沉纵摇运动时的推力系数及推进效率，探讨了修正Bose变形方程、均匀载荷和非均匀载荷悬臂梁变形方程等三种柔性模式下纵摇轴位置对摆动鳍推进性能的影响，其中纵摇轴在尾缘处能够获得更大的推力，而最高的推进效率分别对应修正Bose模式下纵摇轴距首缘1／3弦长处和悬臂梁柔性变形模型下纵摇轴距首缘2／3弦长处．同时计算分析了斯特劳哈尔数、最大攻角等参数对柔性鳍水动力性能的影响，建立了最大推力系数和最高推进效率所对应的参数区间，其中低St数的最高推进效率发生在低αmax，高St数的最高推进效率发生在高αmax．     

增压器─柴油机实用配机计算方法

提出的柴油机与增压器匹配计算方法，即以柴油机与增压器匹配原理为基础，运用柴油机与增压器结构参数及其修正系数与匹配性能之间的对应原理，以综合参数来替代复杂且又难以获取的几何参数及其修正系数。各综合参数由运行柴油机的热工参数计算出。这种计算方法特别适用于营运中的增压器技术改造方案的预测。     

增压器——柴油机实用配机计算方法

提出的柴油机与增压器匹配计算方法，即以柴油机与增压器匹配原理为基础，运用柴油机与增压器结构参数及其修正系数与匹配性能之间的对应原理，以综合参数来替代复杂且又难以获取的几何参数及其修正系数，各综合参数由运行柴油机的热工参数计算出，这种计算方法特别适用于营运中的增压器技术改造方案的预测，。     

含脉冲负载的综合电力系统运行特性分析

综合电力系统可为舰载电磁炮等脉冲负载提供高功率密度储能电源。脉冲负载的周期性充放电过程将影响综合电力系统内其他发电、变电、输电和用电设备,给系统稳定性带来一定风险。建立了含脉冲负载的综合电力系统仿真模型,在基准参数条件下设置脉冲负载充电功率和其他负载功率突变,仿真计算系统变量的动态响应,结果表明,含脉冲负载的综合电力系统的稳定运行状态是周期稳态-周期轨,且系统充放电阶段分别对应于不同的平衡点;脉冲负载还将引起综合电力系统传输线路功率振荡。     

液压设备与系统的高压化

液压机械的优点之一是功率密度大。关于功率密度,目前尚无严格的定义,一般是指单位重量的功率,亦可理解为最大输出功率与重量之比,也就是说,对于输出同样功率的机械,功率密度越大,重量就越轻。因此在建筑机械、车辆等移动机械中,液压传动一直保持其优越性,在机床、注塑成形机等类固定机械上,大多优先考虑控制性能,而不是功率密度,所以未能发挥液压传动的优越性。进一步提高功率密度的手段之一是高压化。     

超临界二氧化碳涡轮发电在船舶余热利用上的技术分析

船舶动力技术水平关系到国家经济发展与军事安全,其中实现其发动机排气余热高效利用是一项关键技术.船舶具有多种余热利用的途径,现代船舶对于电能的需求越来越大,利用余热进行发电具有前景.超临界二氧化碳具有良好的密度和流动特性,可在中低温区实现高效的涡轮机械作功,相比温差发电或燃气轮机发电具有明确的效率优势.本文对比分析了超临界二氧化碳涡轮发电的发展现状和关键技术,并针对船舶参数开展30 kW级超临界二氧化碳涡轮发电机的研制,在氮吹试验中实现了36 kW/36.5 kr/min的功率输出,可进一步验证并推进超临界二氧化碳涡轮发电在船舶余热利用上的发展.     

吊舱推进器温升试验方法设计研究

本文介绍了吊舱推进器功率密度高、节省舱室空间的优势,指出了推进电机温升水平直接决定了吊舱推进器性能优劣。推进电机温升主要来自绕组线圈发热、推力轴承摩擦发热和支承轴承摩擦发热,并且受试验环境影响。如何求解绕组温升、推力轴承温升、支承轴承温升与试验环境关系,关系吊舱推进器试验设计成功与否。本文从推进电机发热与试验环境热交换的耦合关系建立温升数学模型,得到推进电机和试验环境的稳定温度,为合理、科学的试验环境设计提供理论依据。同时,通过2MW吊舱推进器动态加载试验对分析模型进行验证。     

燃料电池系统膜增湿器传热传质性能研究

对大功率常压燃料电池系统膜增湿器的传热传质性能进行实验研究,确定了影响膜增湿器性能的主要因素,建立膜增湿器传热传质数学模型,仿真研究了这些因素对膜增湿器性能的影响机制.研究表明,降低增湿器操作压力,增大空气流量,提高进气温度有利于提高扩散系数;减小空气流量和降低干空气进口温度有利于降低膜内水含量梯度.     

藕节形耐压壳体强度与稳定性分析及优化设计

结合有限元理论,利用基于试验点的设计方法对藕节形耐压壳体进行优化设计。基于试验点的优化设计的相关理论,利用正交试验设计确定25组试验点。利用参数化建模的方法建立25组试验点对应的藕节形耐压壳体的三维模型。基于有限元理论,利用Workbench对其强度及稳定性进行分析,得到各试验点参数对应的最大应力、临界失稳载荷及壳体质量。根据有限元分析结果,构造最大应力、临界失稳载荷及壳体质量关于球心间距半径比、厚度及切弧角的响应面;利用遗传算法,结合构造的响应面,对藕节形壳体进行优化设计并利用Workbench对其进行校核,验证所设计壳体的安全性。     

LNG动力船冷能发电系统的模拟优化研究

提出用改进的直接膨胀法来回收LNG动力船上的冷能和余热的发电系统,并以4800k W的双燃料拖船为研究对象,利用ASPEN PLUS流程模拟软件对该系统进行模拟和优化。模拟分析结果表明,在相同膨胀机入口温度和不同入口压力下都有一个最优的发电功率值;双机系统最大发电功率达177k W,完全可以减少一个150k W的主柴油机发电机组而产生巨大的经济和环境效益;该系统的?效率达到了0.4854,比传统的直接膨胀系统?效率提高了近一倍。     

水下推进器热动力系统启动过程仿真数学模型

以某型鱼雷动力推进系统为对象,在进行了必要的假设前提下,通过分析其工程过程,根据能量守恒、质量守恒以及工程热力学原理,建立了动力系统启动过程数学模型,并采用ＦＯＲＴＲＡＮ语言进行程序设计。通过数学仿真研究了固体药柱燃烧、固液混合燃烧以及液体过程、燃烧室内压力和温度的瞬时变化及雷机桨匹配关系,同时也分析研究了进主燃料时间以及速制转换、鱼雷初始速度、航行深度等对启动过程的影响。此外,通过与国外资料提供     

基于正交—主元分析对柴油机燃烧参数匹配优化

基于电控化改造后的4190柴油机，利用AVL—FIRE软件建立天然气—柴油双燃料发动机燃烧室高压循环模型，并与原机进行验证。采用正交试验法以指示功率和NOX生成量为优化目标，并对燃烧参数进行匹配，进行仿真试验。利用主成分分析法对仿真结果进行优化分析，将优化结果与正交试验结果对比并最终代入模型进行检验。通过正交—主成分分析得出：柴油机运行参数对低温燃烧影响的主次顺序与正交试验设计基本一致，且具有更高的可靠性和准确度。优化后的参数为：天然气替代率45%，进气压力0.224MPa，EGR率12.5%，进气温度335.15K，喷油提前角22.7°对应的指示功率为37.83kW，NOX生成质量分数比原机降低78.73%，比极差分析最优组合降低10.92%。该优化方案在保证动力性的前提下可以有效地降低NOX排放。     

随机面激励的非规则声腔自噪声计算方法研究

舰船声呐罩以及舱室、车厢等常见的非规则声腔受湍流边界层脉动压力随机面激励产生的水(气)动力噪声,已经或将成为声呐自噪声和舱室噪声的主要成因。文中以一个非规则形状的三维声腔为例,考虑声腔结构振动与内外声场的耦合,采用虚拟膜技术和集成模态法以及功率谱密度概念,建立了声腔受湍流边界层脉动压力随机面激励的自噪声计算模型和方法。数值计算分析表明:虚拟膜技术和集成模态法可用于舰船声呐罩以及列车和汽车车厢等非规则声腔自噪声计算的声学建模,预报声腔内部水动力噪声或气动力噪声的低中频分量,具有数值方法能够模拟复杂形状声腔和解析方法相应的声振耦合方程维数少的优点。     

大型船舶主机废气热能回收装置的热平衡分析

对一般船舶的主机废气热能回收系统进行了热平衡分析,通过实例计算,求出了该系统的状态参数、输入输出的能量、热效率和损失系数,得出其热量平衡图.计算表明,采用热平衡分析可了解该主机废气热能回收系统的能量分配和利用情况、整个动力装置热效率的提高程度.热平衡分析结果将用于热经济分析以基础数据.