运动视觉在移动机器人导航与定位中的应用

针对载有修磨设备的自动导引车要能精确地监测出其相对于随意放置的转轮位置,以便对水轮机转轮叶形进行修磨和对其修复后进行自动测量的研究,阐述了用运动视觉－基于特征点的方法来识别水轮机叶片和确定自动导引车体相对于水轮机叶片的位姿,据此可规划出最佳路径,最终由车载控制系统完成导航并确定定位修磨设备与转轮的相对位置。     

安装于跨海桥梁下部结构的竖轴潮流能水轮机水动力研究

我国有众多跨海大桥穿过潮流能富集区域，如在桥梁下部结构安装竖轴潮流能发电装置，可取得良好的经济与环境效益。使用物理模型实验和基于Fluent的二维数值模拟方法研究竖轴水轮机安装在典型桥梁下部结构（单圆桩、圆端形墩台、四圆桩）且相对尺寸发生变化时水轮机水动力性能的变化情况。结果显示，竖轴水轮机同下部结构组合后水轮机能量输出显著提升，单圆桩提升幅度最大，圆端形次之，四圆桩最小。单圆桩和圆端形相对水轮机尺寸增大时水轮机能量输出随之增大，四圆桩时则趋势相反。竖轴水轮机与桥梁下部结构结合后能量输出提高的原因在于下部结构附近的高流速区增加了水轮机的能量输入，同时扩大了竖轴水轮机的获能范围并提高了能量获取幅值。     

大型水轮机转轮异常振动及叶片裂纹分析

通过对某水轮机噪声、振动测试分析、转轮叶片试验模态分析和采用流-固耦合技术分析转轮叶片在水介质下的动力特性,找出水轮机异常振动、异常噪声和叶片裂纹原因 --转轮叶片固有频率与转轮叶片卡门涡激励频率相近引发转轮叶片共振,采用提高卡门涡频率、降低卡门涡激励能量的处理措施,取得了良好效果.     

附体在不同布置下的潜艇尾流场数值模拟

文章以SUBOFF潜艇模型为研究对象,对附体相对主艇体处于不同位置下的尾流场进行了数值模拟计算。采用k-w湍流模型,求解RANS方程得到附体处于不同布置位置下的尾流场分布,计算结果以桨盘面不同半径处的轴向无量纲速度和不均匀度系数给出。通过对计算结果的比较,分析了附体的布置位置对潜艇尾流场的影响。     

水轮机叶片修复机器人运行轨迹的研究

针对某电站水轮发电机组的水轮机转轮遭空蚀和磨损破坏的修复问题,介绍了混流式水轮机叶片现场修形用机器人的行走轨道及其手臂的最佳运行轨迹,并给出了叶片曲面的拟合方程和最佳运动轨迹的曲线方程。为机器人的研制提供指导。     

喷水推进轴流泵三元水力设计

基于环量的三元设计方法和计算流体动力学,研究了叶片数、叶片流向环量中心位置与叶片出口边环量对叶轮性能的影响,分析了导叶进口边和出口边环量对喷水推进轴流泵性能的影响,通过合理地控制这些因素,设计了一种效率高、空化性能好的喷水推进轴流泵。在流量为56.2m3·s-1时,泵的扬程为35.9m,功率为21 465kW,效率为92.3%,可见,设计泵的性能优良,效率高。研究结果表明:增加叶片数能够有效减小单叶片转矩,当叶片数从5个增加到7个时,单叶片转矩减小了21%;叶片环量中心靠近出口边,有利于提高叶轮的空化性能,当环量中心从叶片弦长的0.3处移动到0.7处时,叶轮吸力面空化面积减小80%;叶轮出口边环量斜率会影响叶轮效率,当斜率分别为0.8、1.0和1.2时,叶轮效率逐步提高;当出口边环量从0.40增加到0.50时,叶轮的扬程和功率近似线性增加,扬程增加19.9%,功率增加19.5%;随着导叶进口边环量与出口边环量的比值的增大,泵效率先增大后减小,当比值为0.93时,泵的效率最高;导叶出口边环量分布会影响泵的效率、出口不均匀度和出口周向动能,当导叶出口边环量为-0.05时,泵的效率最高,出口不均匀度和出口周向动能最小。     

机车用轴流式风机性能测试与数值分析

为探求某机车用轴流式风机的系统性能,对不同工况下带有前后导叶的该风机内部流场进行了数值仿真.模拟结果表明,在叶片转速不变情况下,随着气体流量的增加,叶片的气动压力增加,功率增大,风机的效率也随之提高;在气体流量保持不变时,随着叶片转速的增加,叶片的气动压力增加,功率增大;当风机出口存在阻力时,则叶片的气动压力增加,功率也增大.研究还表明,叶片两侧的最大气压差可达10 500 Pa以上,高速旋转时对叶片有一定危害.计算结果与试验测试结果的对比表明,二者吻合较好.     

机车用轴流式风机性能测试与数值分析

为探求某机车用轴流式风机的系统性能,对不同工况下带有前后导叶的该风机内部流场进行了数值仿真.模拟结果表明,在叶片转速不变情况下,随着气体流量的增加,叶片的气动压力增加,功率增大,风机的效率也随之提高;在气体流量保持不变时,随着叶片转速的增加,叶片的气动压力增加,功率增大;当风机出口存在阻力时,则叶片的气动压力增加,功率也增大.研究还表明,叶片两侧的最大气压差可达10 500 Pa以上,高速旋转时对叶片有一定危害.计算结果与试验测试结果的对比表明,二者吻合较好.     

同步计数器的自启动设计

设计一个同步计数器,最后应检查其能否自启动,如果电路不能自启动,就必须回过头来修改设计,这就降低了设计的效率。文中介绍了如何在设计过程中就判断电路能否自启动,在不能自启动时采取的解决措施。     

带附体圆柱的涡激振动特性研究

以带鳍状物附体二维圆柱为研究对象,采用动网格技术,通过FLUENT自定义函数接口进行流场与结构间的数据交换,对其涡激振动特性进行了数值研究.数值分析前,以裸圆柱为模型进行了计算并将结果与已有的实验数据进行了对比,验证了本文算法的有效性和准确性.数值计算中,分别对初始分支、超上端分支及下端分支条件下的带附体圆柱在不同来流攻角的涡激振动特性进行了研究.计算结果表明,对于初始分支与超上端分支,附体的存在能够减小圆柱的横向振动;下端分支在小来流攻角情况与初始分支类似,但在大来流攻角时附体的存在会增大圆柱的振动幅值.     

检修车轨道导流板对流线型箱梁涡振的影响

为研究流线型箱梁的涡激振动特性及涡振抑振措施,以某大跨度钢箱梁斜拉桥为工程背景,通过1:50节段模型风洞试验研究了主梁断面涡激振动响应;采用计算流体力学(computational fluid dynamic, CFD)分析主梁断面的二维流场. 研究结果表明,检修车轨道处漩涡脱落明显,对主梁断面涡激振动性能影响较大;导流板位置从检修车轨道外侧移动到检修车轨道内侧,主梁断面升力系数均方根值减小了24%;在检修车轨道内侧设置导流板,可以有效抑制主梁涡激振动.      

基于改进FUKF的燃气轮机性能退化诊断

针对燃气轮机使用过程中由于工作状态突变导致轮机性能估计困难的问题,提出基于残差相似性的渐消无迹卡尔曼滤波（fading unscented Kalman filter with residual similarity,FUKF-RS）算法,实现燃气轮机健康参数的估计.首先,在普通渐消无迹卡尔曼滤波（fading unscented Kalman filter,FUKF）框架下,构造燃气轮机健康参数估值算法,在测量值估计更新过程中,乘以渐消因子来调节前后时刻的权重,通过强制残差正交来估计渐消因子;然后,利用前后估值时刻残差向量的余弦值表征残差阵的相似度,根据其相似度的大小关系确定残差阵的比例;最后,用该比例值代替算法中的遗忘因子,计算残差阵,实现求解的量化取值.研究结果表明:在燃气轮机状态突变条件下,FUKF-RS算法具有突变状态跟踪能力,参数估值精度比FUKF算法提高了3%左右,普通UKF（unscented Kalman filter,UKF）则不具突变状态跟踪能力;在部件性能缓慢变化时,参数的估计曲线比普通FUKF更平滑,估计精度提高了2%左右.      

高增压机车柴油机仿真研究

利用GT-POWER搭建了直喷式四冲程增压柴油机的仿真平台,其中包括16缸模型、进排气管路模型、涡轮增压器模型、中冷器模型.并在16V240ZJB型涡轮增压柴油机的基础上进行了标定工况的工作过程模拟计算,计算结果与实验结果的比较,二者吻合良好,误差较小.可见,GT-POWER软件在此领域具有实用性,为柴油机的性能研究提供很大的便利.     

Data-Driven Process Monitoring and Fault Tolerant Control in Wind Energy Conversion System with Hydraulic Pitch System

Wind energy is one of the widely applied renewable energies in the world. Wind turbine as the main wind energy converter at present has very complex technical system containing a huge number of components,actuators and sensors. However, despite of the hardware redundancy, sensor faults have often affected the wind turbine normal operation and thus caused energy generation loss. In this paper, aiming at the wind turbine hydraulic pitch system, data-driven design of process monitoring(PM) and diagnosis has been realized in the wind turbine benchmark. Fault tolerant control(FTC) strategies focused on sensor faults have also been presented here, where with the implementation of soft sensor the sensor fault can be handled and the performance of the system is improved. The performance of this method is demonstrated with the wind turbine benchmark provided by Math Works.     

超大航深涡轮发动机系统的闭环控制

开式循环涡轮发动机系统由于其高工作性能、便于实现而在高速自主式水下航行器中得到广泛应用,但是该系统在大排气压强、低速运行时呈现出不稳定特性,使得控制系统的设计变得困难。为此建立了超大航深涡轮发动机系统的闭环控制数学模型,充分利用系统执行结构以及燃烧室压强的小惯性特征,以针对推进剂秒耗量进行控制律的设计取代通常的针对变量燃料泵排量的控制律设计。仿真结果表明闭环控制系统响应无超调,上升时间小于8S,控制品质良好,控制算法简单,主要参数可变动幅度为30％,鲁棒性强,控制系统整定容易,便于工程应用。     

柴油发动机涡轮增压相关技术分析

涡轮增压技术不仅可以改善柴油发动机的动力性及燃油经济性，还可以减小噪声，提高发动机效率。基于涡轮增压的技术基础，对其结构和原理进行介绍，并给出其设计方法，对其主要特性进行总结，对于柴油发动机技术的改进具有较好的参考价值。     

路面设计的性能模拟方法

丹麦一个新的路面设计指南是基于路面性能数字模型（MMOPP）而推出的,该模型考虑了诸多因素,运行结果在一定的可靠度水平下可以量化,可达到较高的设计水平。     

基于液力传动的土方机械的传动效率的研究

根据土方机械作业特点,本文通过对土方机械底盘采用综合式、双涡轮和双导轮式液力变矩器结构性能的分析,得出液力传动机械提高传动效率的途径,从而改善了土方机械的作业性能。     

轮机资源管理分析及应用

文中在对轮机资源管理基本概念和组成概述的基础上,重点说明了人力资源管理是机舱资源管理的核心部分,并根据远洋船舶轮机管理实际案例分析和阐述了轮机资源管理的执行意义,并结合具体情景合理做好轮机资源管理,提出了预防和控制人为事故发生的有效方法。     

水下涡轮发动机动力推进系统数学模型

为了维持水下开式循环涡轮发动机系统的高性能和经济性,针对系统对于工况变化极为敏感的工作特点,计算了喷管在各种工况下的出口速度,分析了变转速、变压力条件下的涡轮输出转矩,建立了适用于系统优化和新型控制器设计的系统数学模型。以设计压力比为关键参数,取该模型的稳态特性,可得到由系统转速、航速、燃烧室压力、航深、推进剂耗量以及设计压力比构成的封闭代数方程,以多速制组合航程最大为寻优目标,可完成系统所有设计参数的优化。实践证明采用该模型可使系统经济性提高8%以上。