晃荡冲击影响下的潜艇运动实用稳定性分析

液舱内自由液面的晃荡会影响船舶的稳定性。通过引入实用稳定性的概念,研究了在晃荡影响下的潜艇运动实用稳定性。利用计算流体力学软件对潜艇横摇过程中液舱的液面晃荡进行了模拟计算,根据仿真结果,分析了液舱晃荡对潜艇稳定性的影响,建立了液舱晃荡和潜艇横摇运动的耦合作用模型。通过数值仿真,验证了在液舱晃荡影响下的潜艇横摇运动系统的实用稳定性,从而证明了该方法的可行性。     

破损进水船非线性横摇系统的数值仿真研究

建立了破损进水船在风浪中的非线性横摇运动数学模型,利用混沌数值方法对具有II类舱进水舱的破损船在规则波激励下的横摇运动进行数值仿真,并探讨不同参数对破损船横摇运动混沌参数区域的影响.结果表明破损船的横摇运动具有不同的运动形式,其运动可能是单频的,也可能包含超谐、次谐以及组合频率等丰富的频率成份,在一定的参数条件下其运动还可能为混沌的.     

基于模糊线性模型的舵减横摇广义预测控制

舵减摇技术是一项新的减摇技术,通常其控制器设计所用的舰船模型为通用线性模型,对实际上为非线性被控对象的控制性能要下降.文中依据非线性舰船模型,应用模糊神经网络简化出适应于舵减横摇控制器设计的模糊线性模型,并设计了广义预测控制器.在典型航行工况下进行系统仿真.仿真结果表明,针对模糊线性模型和通用线性模型,用同一种方法与参数设计的2个控制器,前者的减摇率可达到40.70%,要高于后者的25.38%.仿真证明了模糊线性模型的可用性.     

舵鳍联合减摇的鲁棒控制系统

为了在保持航向的同时,达到较好的减摇效果,提高船舶航行的安全性和舒适度,设计一种舵鳍联合控制系统。根据先验知识,用具有工程意义的带宽频率、高频渐近线斜率、最大奇异值和频谱峰值4个参数构造了闭环系统的传递函数阵,给出了多输入多输出系统的闭环增益成形算法,将之应用于舵鳍联合减摇的控制中,运用Simulink工具箱得到仿真曲线。仿真结果表明所设计的控制系统在保证航向控制的同时,船舶横摇平均在±2°左右,最大4°,达到了较好的减摇效果。     

燃料电池船舶舱内氢气泄漏扩散的数值模拟

利用FLUENT软件研究了不同条件下氢气在燃料电池船舶舱内的泄漏扩散规律和分布情况; 基于瞬态气体泄漏扩散模型，运用数值模拟方法，建立了船舶舱内氢气泄漏扩散的数值模型，结合影响氢气泄漏扩散的不同因素，对比分析了泄漏位置、泄漏孔径和通风条件等因素对船舶舱内氢气泄漏扩散的影响，得到了不同条件下氢气在船舶舱内的扩散规律和分布情况。分析结果表明:船舶舱内氢气泄漏扩散过程包括初始喷射、浮力上升和湍流扩散; 燃料电池舱的顶部角落和每排燃料电池发电系统之间的上部是氢气探测报警器的最佳安装位置，不同泄漏条件下氢气均在舱室顶部出现较多积聚; 不同位置和不同孔径泄漏孔的危险性在泄漏初期存在差异，但随着泄漏的持续进行，风险演变规律相近，约60 s后泄漏点附近氢气浓度均接近100%;在燃料电池舱设置防爆型排风机，采用强制抽风措施加快氢气的外排，可以显著减少氢气向其他舱室的扩散，当抽风速度为1 m·s-1时，氢气从燃料电池舱室排放到船舶舷外区域，没有氢气进入控制舱和乘客舱，可有效保障控制舱和乘客舱的安全; 强制送风会加速氢气向船艉舱、控制舱和乘客舱的扩散，增大氢气的扩散范围，加剧了氢气泄漏的危险性。      

集装箱起重机液压减摇系统的主要影响因素

为分析影响减摇效果的主要因素和关键参数,根据液压减摇系统的结构、小车吊重系统的运动特点和工程需要,建立了简化的系统动力学模型.仿真研究表明,起升绳长不变时,液压减摇系统结构参数和起升载荷是影响减摇效果的关键参数和主要因素;当起升质量（或结构参数）一定时,减摇系统的减摇效果取决于结构参数（或起升质量）;系统的最佳结构参数与载荷的比值的范围为1.6-2.0 s^-1.     

保吸引子的鲁棒舵减横摇

为满足单舵或联动双舵结构设计舵减摇控制时的单输入要求,使控制器对海浪的扰动具有鲁棒性,针对一类受到持续扰动的系统,提出了保吸引子扰动抑制控制概念.结合反步设计方法、Barbalat引理和Lyapunov分析方法,通过求解代数Riccati方程,得到了该系统的标量自适应鲁棒控制器;将受控系统的状态抑制在一个有界的吸引子内,利用线性矩阵不等式给出吸引子最小化的判据,优化了扰动抑制控制.以渔政船1500HP在小风浪中的弱混沌横摇现象为例,用本文设计的扰动抑制控制器作为操舵力矩进行混沌横摇控制,通过数值仿真验证了保吸引子扰动抑制控制的效果.结果表明:保吸引子控制器使横摇系统的状态快速收敛,并将其抑制在预设的吸引子内,优化吸引子控制器能使吸引子进一步压缩.     

舰艇灾害场景模拟在抗沉训练中的应用研究

为了让参训人员真正从能力和心理上同时得到训练,必须建立与舰艇实际灾害场景相似的抗沉训练环境.文中根据舰艇横摇运动微分方程,研究了摇摆抗沉舱的横摇运动模拟及控制,通过求解作用在破口上的3种压力变化,研究了舰艇在复杂海况舱体破口水流压力的模拟和控制.     

高速列车转向架舱内流场实车测试与数值模拟

设计了一种高速列车转向架舱内流场状态测试装置。在无横风、横风速度为15m·s-1与端板角度分别为30°、45°、70°条件下对转向架舱内流场进行了数值模拟,并分析了裙板包覆对转向架舱内积雪形成的影响。试验结果表明:转向架舱内气流流动规律的实测结果与模拟结果相同,说明数值模拟可行;动气流由列车底部以及两侧裙板灌入转向架舱内,流经端板时产生流动分离现象,大部分气流由端板底部及两侧裙板后部排出;自头车往后,流经转向架舱内的气流速度逐渐减小,裙板处进气区域减小,裙板后部排气区域增大;雪粒大多由流经转向架舱底部的气流带入,然后在转向架流场影响下不断沉积而产生积雪;合理设置转向架舱端板角度可以减小冰雪在转向架舱内堆积的概率;包覆裙板并不能有效减少转向架舱内积雪,不建议采用。     

海上丝绸之路上的中国帆船

技术先进并领先于世界各国的中国帆船开辟了海上丝绸之路。通过对宋、元、明代出土古船的剖析,我们才对中国帆船各项技术的微观细节逐渐有所了解。例如通过对泉州湾宋代海船、宁波宋代海船、宋代南海一号、在韩国出土的元代新安海船,还有对在蓬莱、象山出土的明代海船的分析与研究,我们对中国帆船的龙骨、舱壁与外板结构、帆装与舵叶的形式、锚具的特点等细节才有所认识,对中国帆船的航行性能、施工工艺的先进性才有所认知。更了解了中国古船早在宋代就发明和实际使用了减摇龙骨,在元代就实际使用了在当代船舶才使用的被动式减摇水舱等等。     

天然气发动机怠速燃烧排放特性试验

在一台CNG发动机上研究怠速工况条件下,点火提前角(θi)和过量空气系数(λ)对燃烧排放性能的影响规律。节气门全关,参数调节时,步进电机自动调节,将发动机转速控制在800 r/min。θi在上止点前40～10°CA BTDC变化,λ=1.1时指示热效率和燃烧速度最高;随着λ增加,最高指示热效率所对应的θi越大;θi过大或过小,都会加剧循环变动;λ1.3,平均指示压力循环变动(CoVimep)明显增加;λ=1.1时,NOx排放最高。     

基于120阀仿真的试验台充气检测标准比较分析

铁道部新制动规则要求使用120试验台代替705试验台,两种试验台标准不同,为了提高检修质量有必要研究两种试验标准的对等关系．使用基于气体流动理论的试验台仿真系统,以初充气试验为例,首先通过试验与仿真结果对比证明了仿真结果的可靠性,在此基础上寻找到705试验台边界阀,仿真了该边界阀在120试验台上的性能,找到了两种试验台等效标准．结果表明120试验台副风缸充气标准比705试验台更宽松,会有部分120试验台合格阀在705试验台上不合格．该工作为试验台标准完善提供参考．     

2001—2010年重庆主城区空气质量变化趋势

通过对重庆市主城区2001—2010年10a间空气污染指数统计分析,研究了空气环境质量的年际、月际变化。结果显示:重庆市主城区空气质量状况逐年转好,空气污染重点控制时段应以秋冬季节为主,以1、2、3、11、12月为重点;空气首要污染因子以可吸入颗粒物为主,以SO2为辅,可吸入颗粒物应全年加强控制,SO2污染重点控制月份以1、4、7、8、11月为主;从API指数来看,易反弹天数全年分布较为均匀,但临界优良天数较集中分布在1、2、3、11、12月份,应作为重点治理时段。     

空气弹簧试验台的设计及特性试验

利用CATIA建模以及有限元分析设计了一款1/4车辆模型的电控空气悬架试验台,该台架不仅适用于测试气囊特性曲线,还可以模拟由静态载荷、动态载荷以及交变载荷变化引起气囊高度的改变,从而观察系统为保持车辆高度不变所做出的反应,最后通过空气弹簧特性试验,验证了该台架符合设计需求,为下一步开发空气悬架控制策略提供了平台。     

多雷达与ADS数据融合的可变周期更新算法

为提高空中交通管制系统的整体监视精度,在研究自动相关监视(automatic dependentsurveillance简称ADS)信息与雷达监视信息构成和特征差异的基础上,通过建立ADS目标与雷达目标之间的数据关联映射关系,构造了一个将ADS数据与多雷达数据融合处理的过程模型,提出了基于ADS报告周期调整ADS航迹与雷达航迹融合权重因子的可变周期更新算法。应用结果表明更新算法实现了两类信息的深度融合和对有效信息的综合利用,既保证了当ADS报告更新率较高时ATC监视的整体精度,又提高了ADS报告更新率较低时目标航迹的连续性,降低雷达测量误差对系统监视精度的影响,是一种用于空中交通管制系统监视数据处理的有效方法。     

工业窑炉燃气污染控制的相关问题讨论

控制大气污染的重要手段之一是对燃烧过程加以优化控制.文中,.在分析产生污染原因的基础上,指出恰当的空气燃气比是保证充分燃烧的关键,并以轧钢加热炉燃烧过程控制为例,简要讨论了复杂燃烧过程的对象特性、可供选择的控制策略和优化的控制算法.成功的工程实践表明,只要对燃烧过程进行优化控制,废气污染是可以控制的.     

终端区空中交通流参数模型与仿真

研究机场终端区空中交通流参数的时空特性及演变规律,可为缓解终端区交 通拥挤,优化管控策略提供科学的依据.采用数理推导和仿真演析相结合的方法,首先基 于元胞传输模型建立了终端区进场交通系统模型,阐明空中交通流的速度、密度和流量三 项基本特性参数相互关系及影响要素;然后运用Netlogo仿真系统对增量后的进场交通流 的宏观涌现行为进行模拟,推演空中交通流基本参数的变化趋势,并进行敏感性分析;最 后,采用基于空管实测数据拟合的交通流参数关系对模型进行验证.研究结果表明,本文 建立的交通流参数模型符合实际且对终端区交通态势的判断具有应用价值,终端区空中 交通流基本参数间存在明显相关性,并随飞行程序、管制间隔、管制策略的改变而改变.     

波浪激励下红土镍矿运输船舶倾覆机理

选取具有典型流态化货物特征的红土镍矿、高岭土与红砂土进行了临界含水率和流态化试验, 测定了其临界含水率; 利用激励横摇装置开展了不同激励幅值与频率的激励横摇运动试验, 对比了3种不同货物在不同含水率下倾覆力和力矩的时历特性; 设计了倾覆机理试验, 选择临界含水率红土镍矿作为试验样本, 在波浪水槽中造波激励舱段横摇运动, 再现了红土镍矿运输船舶的倾覆过程, 利用高速摄像机记录了自由液面变化情况, 通过图像处理技术对自由液面进行分割, 根据自由液面情况分析了红土镍矿运输船舶倾覆过程中舱段的浮心和重心变化。试验结果表明: 红土镍矿、红砂土、高岭土的临界含水率分别为33.6%、22.0%、39.4%;对于具有不同性质的土, 在相同激励条件下, 晃荡力与力矩呈现出不同的性质; 当相位差为90°与270°时, 不对称力矩较相位差为0°与180°时增大4.37倍; 红土镍矿运输船舶倾覆主要原因为流态化货物晃荡导致横摇力矩增大、动稳性降低而发生倾覆, 同时, 晃荡力矩与货物性质、激励周期、黏性、激励幅值等多种因素有关。      

汽油车加油排放影响因素分析

通过对影响汽油车加油排放的外界环境（雷德蒸汽压）、裹入的空气速率和油箱的温度以及蒸发质量分数等主要因素进行分析,发现加油排放速率随空气的裹入速率和油箱的温度的变化呈线性关系;在给定的蒸发质量分数的条件下,汽油蒸汽压力的自然对数与温度的倒数呈线性关系;通过比较发现,车载汽油蒸汽回收装置的回收效率达93.9%以上.研究结果表明,可以通过降低雷德蒸汽压、降低空气的裹入速率和油箱的温度等途径来实现减少加油过程的排放.     

外加激励法控制初轧机系统的混沌

建立了初轧机系统的动力学方程,研究了系统在某个参数下的混沌运动,并得到了Poincaré截面图和相图.数值计算得到了系统在某个参数下的混沌运动.利用外加恒定激励和外加周期激励2种非反馈方法实现了系统混沌的控制,将系统的混沌行为利用适当的控制强度控制到稳定的周期轨道.