Li/SF6热源在鱼雷和UUV推进系统中的应用

基于L i/SF6燃烧反应的特点,简述了其作为热源在鱼雷和无人水下航行器(UUV)推进系统中的应用,论述了热管式反应器为UUV提供动力的特点和优势,并对国外学者有关L i/SF6的毛细反应方面的研究情况作了介绍。     

无人潜水器及其动力系统技术发展现状及趋势分析

介绍了国外典型的UUV及动力系统的发展概况,论述了UUV将在未来海洋资源开发和竞争中发挥重要作用;燃料电池、热气机将是未来UUV动力系统发展的主要方向;采用Li+SF6的金属燃料化学反应或蓄热材料为能源的热气机系统,具有较高的能量密度,无排放物、可满足UUV的超大潜深工作要求,是未来UUV的理想动力系统.     

液态锂在金属丝网上的毛细作用

通过正交试验和单因素试验考察了丝网网格大小、丝网层数、锂浴温度等因素对液态锂在不锈钢丝网上上升情况的影响.得出了液态锂在丝网上产生毛细现象的温度条件以及随3个考察因素变化的规律,并建立了锂上升量随丝网层数变化的理论模型,为水下无人航行器(UUV)的Li/SF6热动力系统中毛细结构的设计提供了依据.本试验属于探索性试验,填补了国内在此领域的空白,为更深入的后续研究打下了基础.     

水下战场UUV侦察与监视研究

UUV由于自身特点非常适合完成侦察与监视任务。论文介绍了水下战场UUV侦察与监视的意义,描述了UUV常见通信侦察传感器类型,对UUV可提供的情报类型进行了深入分析,提出了UUV情报、监视与侦察体系结构,阐述了从UUV侦察与监视到情报保障的工作过程,对实现水下战场的侦察与监视具有一定的参考作用。     

美国军用UUV现状及发展趋势分析

美国军用UUV处于世界领先水平,跟踪和了解其现状和发展趋势具有非常重要的意义。概述了美国若干个军用UUV发展规划主要内容,描述了几个典型军用UUV的主要使命任务和战术技术性能,详细分析了UUV载体结构、控制系统、导航系统、能源系统、推进系统和任务模块等主要系统功能、组成和性能指标。分析了美国军用UUV的发展特点和趋势及其正在大力发展的UUV的自主控制技术、组合导航技术、目标识别技术、新型电池技术、水声通信技术和新材料技术等。     

无人水下航行器控制系统CAN总线通信设计与仿真研究

由于水下环境的复杂性及无人水下航行器自身特点,对其实施实时高效控制需处理大量数据。文章采用CAN总线对UUV控制系统通信网络进行设计和分析,讨论了CAN总线网络数据帧在系统中的具体应用设计和传输参数设置,并使用CANoe仿真软件对所设计的UUV控制系统CAN网络进行了仿真,通过仿真验证了UUV控制系统CAN网络通信设计的正确性。该方法应用于UUV控制系统通信网络设计,将有效提高UUV系统控制性能和特征模拟性能。     

UUV协同探测的现状与发展前景

分析UUV协同探测的特点和分类方法，介绍国外UUV协同探测的应用现状，在此基础上，说明UUV协同探测的发展前景及所需的通信、导航等关键技术。     

基于自适应反步法的欠驱动UUV空间路径点跟踪控制

解决了一类欠驱动UUV系统在空间6自由度运动中的路径点跟踪控制问题。首先采用拉格朗日方程的形式,建立UUV的6自由度运动学模型和动力学模型,并基于Line-of-sight法建立欠驱动UUV的路径点跟踪误差模型;然后提出了基于反步法设计满足动力学限制的综合控制器,设计自适应律以抵消海流的干扰,并基于Lyapunov理论证明了所设计控制器的稳定性;最后仿真结果验证了该控制器的有效性,实现了欠驱动UUV三维空间的路径点跟踪控制。     

基于编队协同的UUV时敏打击效能研究

UUV(Unmanned Undersea Vehicle)作为一支独具特色的水下作战力量,正在成为一种新型作战平台,受到美国等世界各国海军的关注.针对UUV的具体使命任务,以"时敏打击"为目标,研究了UUV时敏打击的概念、方式、特点以及衡量UUV时敏打击效果的主要效能指标.重点围绕基于UUV编队协同这一核心内容,分析了编队协同对提高UUV时敏打击效能的重要作用.     

基于遗传算法的UUV快速性和能源系统综合优化分析

水下无人航行器(UUV)的总体优化设计一般由快速性、操纵性、结构强度、能源系统等系统构成,各个系统之间耦合,综合考虑各系统间的耦合作用对于UUV的设计至关重要,本文针对UUV快速性和能源系统综合优化的问题进行研究,主要工作有:根据艇型特点选择了19个相关设计变量,构建了约束条件,综合考虑各性能指标,建立了UUV快速性和能源系统综合目标函数;利用VC++语言,编制了基于遗传算法的UUV快速性和能源系统综合优化程序,从UUV快速性和能源系统的角度选取7个较敏感的设计变量进行了敏感度分析。通过计算表明,该优化系统准确可靠,平行中体长度、回转体直径和3 kn航速航行时间对优化系统较为敏感。     

掺烧乙醇/水对柴油机燃烧与排放性能的影响

针对TBD234V6型柴油机,采用AVL-fire软件对额定工况下,不同乙醇/水掺混比进行三维数值模拟研究,对比分析缸内压力、缸内温度、缸内温度场、燃烧放热率、NOx浓度、NOx浓度场、Soot浓度、Soot浓度场,并通过赋权法确定最优乙醇/水掺混比。结果表明：随着乙醇/水掺混比的增加,缸内压力逐渐升高,燃烧放热率滞后,燃油消耗率呈上升趋势,但在0E10W时,最高燃烧压力下降率约为3.7%;燃油消耗率下降0.38%;缸内高温分布区域缩小,NOx和Soot浓度下降。通过计算确定最优掺混比为20E10W,此时,最高燃烧压力提升5.6%,燃油消耗率上升2.41%,NOx排放下降率约为18.8%,Soot排放下降率约为29.6%。研究结果可为船用柴油机采用柴油/乙醇/水三燃料燃烧提供一定的指导依据。     

Circulation features in the Japan/East Sea related to statistically obtained wind patterns in the warm season

A response of the circulation in the Japan/East Sea (JES) to different kinds of wind forcing is studied, with the emphasis on the warm season, using a primitive equation oceanic model. Wind forcing is based on typical patterns obtained from complex empirical orthogonal functions of 1°-gridded NCEP/NCAR 6 h winds for 1998–2005. These patterns are distinguished by a prevailing wind direction. Northwestern wind and strong cyclonic (C) curl prevail in winter, while a variety of patterns occur in the warm season, differing in the wind direction and curl. Three model runs are performed to examine the circulation in response to a prevailing C wind stress curl or an alternating C and anticyclonic (AC) curl or a strong C curl in the warm season. The simulated features are consistent with the observational evidence, in particular with thermal fronts and frequent eddy locations derived from multi-year infrared satellite imagery. The simulated C circulation intensifies and the subarctic region extends southward with the strengthening of a summer C wind stress curl over the JES. Variability of Subarctic Front (SF) in the western JES (between 130°E and 133°E) is strongly affected by summer wind stress curl. Forcing by an AC curl tends to shift SF northward, while SF shifts to the south under the forcing by a C curl, reaching the southern Ulleung Basin in the case of the strong C curl. In the northwestern JES (off Peter the Great Bay, Russia, and North Korea), the SF northwestern branch (NWSF) is simulated. It is a known feature in autumn and early winter and can also occur in the warm season. The simulation results suggest an AC wind stress curl as the forcing of the formation of the NWSF in the warm season. The Siberia Seamount and sharply bending coastline near Peter the Great Bay facilitate partial separation of the Primorye (Liman) Current from the coast. The wind stress curl can be an additional forcing of the Tsushima Warm Current (TWC) branching off the Korea Strait to the East Korea Warm Current (EKWC) and the offshore branch (OB). In the warm season, the simulated TWC bifurcation occurs farther north, the EKWC is strong, and the OB is weak under the forcing of the AC wind stress curl. The EKWC is weak and the OB is strong under the forcing of the strong C wind stress curl.     

天然气分段喷射对双燃料发动机性能影响的研究

针对6L190柴油/天然气双燃料发动机,采用天然气分段气态直喷的喷射规律,通过改变其主预喷间隔与预喷量,利用AVL Fire软件对缸内燃烧及排放进行数值模拟研究。结果表明:天然气预喷射能够改善混合气形成质量,缩短主喷射着火滞燃期,降低缸内最大爆发压力和最高燃烧温度,减少NOX排放,优化燃烧,但若要达到良好的预喷射效果,这需要对预喷量和主预喷间隔进行优化调整。间隔角较大时,宜采用较大预喷量;间隔角较小时,预喷量宜减少;间隔角不宜过小,否则效果会适得其反。预喷量固定时,较大的间隔角有利于改善排放;预喷量较小时,排放对间隔角变化相对不敏感。     

船用辅锅炉燃烧控制研究

船用锅炉燃烧问题是现今船舶研究中备受关注的课题之一.随着船舶所需锅炉吨位数的增加,以及环保、节能意识的增强,推进了船用锅炉燃烧控制自动化的研究工作.本文旨在探索应用可编程序控制器的先进技术,研究船用辅锅炉燃烧有关控制方案,并在深入认识和探索船用锅炉燃烧模型的基础上,通过实践,以便获得更好的控制过程和效果.     

水下三组元动力系统燃烧稳定性实验研究

设计了应用于水下航行器热动力系统推进的OTTO/HAP/海水三组元推进剂试验系统,对不同的燃烧室压力、燃料组元比例、喷嘴压降、燃烧室转速条件下的燃烧稳定性进行了试验,观察到燃烧室压力的低频不稳定燃烧.试验表明,在推进剂流量一定情况下,较高的喷嘴压降和适当较低的氧化剂比例有利于燃烧的稳定,海水在推进剂中重量比例≥41.5%时,将会引起燃烧室压力的不稳定,(500～1600)r/min的燃烧室整体旋转不会对稳定燃烧产生影响.     

缸内液喷LNG/柴油双燃料发动机燃烧特性

以L 21/31船用中速柴油机为原型,在不改变燃烧室结构的基础上将其改装成缸内液喷LNG/柴油双燃料发动机,利用AVL_FIRE软件展开三维数值模拟,研究此双燃料发动机的LNG替代率极限以及高替代率时的缸内燃烧及排放性能。研究结果表明：改装后双燃料发动机的LNG替代率极限为99.5%,当替代率大于99.5%时,LNG无法被引燃;在可以正常燃烧条件下,保持引燃柴油及液化天然气喷射正时和喷射时间间隔不变,随着液化天然气替代率的增加,液化天然气燃烧始点基本不变,缸内最大爆发压力和最高燃烧温度降低,NO、CO生成量和排放量降低。     

喷孔位置对船用天然气发动机燃烧及排放影响的模拟研究

为了探究天然气与柴油喷孔位置对天然气发动机燃烧和排放的影响,基于L23/30天然气发动机,建立了柴油引燃天然气的发动机模型,利用CONVERGE软件对燃烧过程和排放进行模拟分析。模拟结果表明：由于天然气与柴油喷孔位置变化的影响,会导致柴油引燃天然气在空间的变化,因此对发动机的燃烧和排放造成了影响,通过对比不同喷嘴间的距离和不同喷嘴分布的设计方案得出,采用中心对称设计时获得了较好的燃烧和排放性能。