某散货船机舱火灾的数值计算与分析

机舱火灾的研究对于机舱防火设计、机舱灭火和火灾逃生有着重要意义.以FDS软件为平台,建立了某散货船机舱模型,采用大涡模拟的方法对机舱火灾的发生和发展过程进行仿真计算.得出不同时刻、不同高度时的烟气运动与火焰蔓延的变化规律,以及舱内温度场、碳烟质量浓度和CO浓度等分布情况.直观反映了散货船机舱火灾的发生和发展过程,相对传...     

基于支持向量机的船舶机舱火灾温度快速预测

以船舶机舱为研究对象,采用大涡模拟方法,以FDS软件为平台,计算了不同火灾功率、风机启动时间、风机流速和补风口面积条件下的火场温度变化过程。以FDS的数值模拟数据为样本建立了船舶机舱火灾温度的支持向量机计算模型,为提高模型预测的精确度,利用遗传算法对参数进行寻优。实验表明:应用本文模型预测结果与FDS计算结果基本一致,优于SVM模型以及BP神经网络的预测结果,提出一种快速预测火场温度的工程计算方法。     

机械排烟时补风口高度对竖直单开口舱室火灾烟气特性的影响

[目的]为合理制定舰船竖直单开口舱室火灾的排烟战术,提高排烟效率,[方法]通过搭建全尺寸火灾实验平台,对竖直单开口舱室的火灾烟气特性进行研究。通过设置不同的开口高度,对负压排烟时的火源燃烧速率、舱室能见度及温度进行测量与计算。根据实验测得的火源热释放速率,使用火灾动力学模拟软件(FDS)对实验及仿真舱室温度峰值进行对比分析。[结果]结果显示,机械排烟时补风口高度应设置在总高度约1/2处,在此高度下舱室能见度及温度下降速度更为迅速。[结论]所做研究对于竖直单开口舱室火灾的机械排烟战术制定具有一定指导意义,同时也证明了在此种火灾条件下采用FDS进行模拟的可信性。     

旋转翼型冲击水介质动态模拟研究

简要介绍了旋转翼型声辐射的研究现状,建立了NACA系列翼型以及环形水域模型。对翼型采取刚性体,对水介质采用Gmneisen状态方程来定义材料的压力,对模型采用8节点实体单元进行网格划分。采用ALE算法模拟了水域单元的声压值,尤其是翼型在同一起始和终止时间的速度一时间曲线（直线、正弦线、抛物线以及正切线）被研究了。对同一单元在不同旋转方式下的声压值以及同一旋转方式下不同单元的声压值进行了比较。     

船用风冷冷水机组的稳态模拟与实验研究

建立了船用风冷冷水机组的稳态模型,运用FORTRAN语言编写了风冷冷水机组的稳态仿真程序,并在实验台上进行实验验证,模拟值和实验值吻合良好.并通过模拟结果和实验结果分析了环境温度和风量对系统性能的影响.     

随浪规则波中ONR内倾船纯稳性丧失黏流模拟方法研究

纯稳性丧失作为5种典型的船舶在波浪中运动失稳的模式之一，是波峰位于船舯时复原力显著减小而导致船舶大幅横摇甚至倾覆的运动失稳现象。论文采用STAR-CCM+商业软件，模拟全附体ONR内倾船在随浪下的纯稳性丧失现象。数值模拟中采用重叠网格技术实现船-桨-舵耦合的多体运动求解，通过速度边界条件进行造波，采用欧拉叠加模型进行消波，考虑了实船螺旋桨的旋转因素，对舵进行自动控制来实现航向的稳定。模拟了ONR内倾船在不同航速下发生纯稳性丧失导致大幅横摇甚至倾覆的过程，并与试验结果进行了对比，最大横摇幅值的计算值与试验值趋势一致。分析了在不同航速下舭龙骨、桨、舵等附体力和力矩的变化。论文建立的CFD数值模拟方法，为更加细致地分析波浪中纯稳性丧失的运动现象提供了技术支撑，为后续势流方法中的螺旋桨、舵等附体力学模型的改进提供了参考。     

带整流器的同步电机简单动态模型的实验验证

本文讨论了用来验证带整流器的同步电机简单动态模型的一些实验。该模型中的纹波忽略不计，因此本模型可用于系统的快速仿真。为了验证模型，以一台２４ｋＶＡ电机为建立了一个测量方案。该方案允许处于稳态运行点以外的系统有较大的扰动。本系统是在直流侧、机械侧和经过励磁绕组励磁。测出系统频率特性，并与仿真结果比较。仿真值和测量值之差与磁滞效应为同一数量级（大约为额定值的５％）。     

船舶甲板流淌火蔓延仿真

文章给出一种数值模拟方法对船舶流淌火的蔓延规律进行研究。建立浅水方程模型并引入燃烧速率、泄漏速率、摩擦力作为浅水方程的源项，完整描述了流淌火蔓延的全过程。采用多物理仿真软件COMSOL对流淌火进行模拟仿真，通过添加“水源”和“域源”修正了COMSOL浅水流动模块内部的控制方程。建立液池-流淌槽的几何模型，并设计不同的边界条件和参数，模拟不同泄漏速率正庚烷流淌火蔓延过程。并将所获得的仿真结果与正庚烷流淌火实验结果相对比分析，研究结果表明：CFD模拟计算与流淌火实体试验的流淌火蔓延距离、稳定燃烧面积等误差均处于接受范围，流淌火的稳定燃烧面积与泄漏速率呈线性正相关。     

机械通风对舰船机舱火灾烟气控制实验研究

针对舰船火灾难以处置的特点,为解决机械通风控制烟气的问题,基于某舰船机舱搭建实验模型,通过改变补风口高度位置以及补风量大小,针对不同工况,定量分析机舱火灾温度、O_2、CO、CO_2体积分数,研究机械通风配置对于舰船火灾烟气控制效果的影响。实验结果表明,通过改变补风口高度位置、补风量大小、单双侧补风等参数,可优化舰船机舱烟气控制效果。     

基于FLUENT的过滤器滤网流场模拟计算

采用CFD软件建立滤网四层烧结金属丝网的三维实体及其流场模型,依据不同的滤网过滤流速,进行模拟计算,并将滤网的模拟值与试验值进行对比,获得其拟合计算方程,并通过滤网内部流场特性的分析,研究结果表明:仿真模拟结果值与试验值相差不大,证实滤网仿真方法的可靠性,并为滤网的性能分析、预测和设计提供一定的参考。     

滤波方法在反舰导弹高度测量系统中的应用

为了得到更加准确的导弹飞行高度信息,通过组合无线电高度表和加速度计建立一种具有较高精度的导弹高度测量系统。首先对各传感器的特性进行分析;其次,根据传感器测量模型,采用噪声淹没技术建立导弹高度测量系统的状态方程和量测方程;最后,用卡尔曼滤波的方法进行仿真实验,得到高度估计。仿真结果表明,相比用单个传感器的高度测量方式,该方法具有更高的精度。     

两船在静水中的兴波干扰数值计算

使用VOF方法计算两排水量相当的船型在静水中兴波的水动力干扰,计算时采用两型值一样的Wigley船作为对象,湍流模式选择了RNG k-ε模型。在模拟计算时,变化两船的航速以及两船的间距,得到不同状态下的兴波波形。将得到的波形加以比较分析,进而得出兴波值最大的位置。低速时兴波最大值出现在距船首1/3船长左右的位置,高速时兴波最大值出现在距船首2/3船长左右的位置。将计算结果与实验结果相比较,令人比较满意,证明这种算法是很有效的,为以后的较为复杂的船型两船干扰模拟计算提供了一些参考。     

基于Star-CD的某船机舱火灾烟气流动计算与分析

为了探究机舱火灾的烟气流动情况,减少火灾烟气带来的危害,基于Star-CD平台,采用场模拟方法,模拟某船舶机舱火灾发生时的温度场、速度场、压力场及烟气的分布情况,结果显示了机舱空间在不同截面和时刻机舱的温度、速度、压力和烟气的分布,在火源正上方的温度、速度、压力和烟气浓度比周围的高,压力最高值出现在机舱的顶部,机舱上部的烟气平均浓度、温度明显高于下部的浓度,并给出了不同高度的烟气浓度和温度曲线.根据计算结果和该船现有的消防体系,建议在机舱内安装一套固定灭火系统,计算结果符合室内火灾的基本规律.     

灰色预测CO浓度在舰船火灾探测中的应用

为了有效地探测舰船火灾,根据舰船火灾信号的特点,选取CO浓度作为火灾探测信号的特征,并提出采用灰色系统模型预测CO浓度增大趋势,通过与实际探测值比较得出相应时刻的预测误差,进而判断是否存在火灾威胁的探测方法,同时结合舰船工作环境的特点,设计了三级火灾报警等级。仿真结果证实了该方法的有效性,对现有的火灾探测方法是一种补充。     

基于船舶火灾蔓延态势的路径规划算法研究

船舶作为海上一个独立的建筑实体,非常容易发生火灾。本文以63500DWT油船船舱作为研究对象,通过对火灾蔓延模拟仿真实验数据进行图表分析,得出了在不同工作条件下在固定检测点位置的温度,CO浓度和烟气浓度变化规律。对基于火灾实时态势的导航网格动态生成方法以及对应的逃生路径规划方法进行研究,得出动态更新导航网格的具体算法,并对传统A*算法路径节点选择问题进行改进,得出适应船舱火灾蔓延信息的最短逃生路径规划算法,通过实验验证,该算法寻路效率更优。     

船舶大舱室油料火灾温度场特性及冷却压制研究

以仿真和试验为研究手段,对船舶超大空间内油池火的燃烧特性进行系统研究,结果显示,火灾发生时烟气沉降速度、温度上升速度非常快,灭火行动最好在2min内展开。同时,利用试验方法分别对多功能水枪和泡沫灭火系统的灭火效果展开研究。研究发现,使用多功能消防水枪对10m^2以内的油火进行控制时,灭火进攻的角度和开花水枪的使用对灭火效果有着直接影响,其中以同侧对角进攻的效果最佳,仅仅用时20 s就扑灭了10 m^2柴油火;而泡沫系统的灭火效率非常高,约20 s就很好地压制了14.6 m^2的油火灾,在30 s时彻底扑灭。这些研究结论可直接用来指导船舶大空间火灾的扑救工作。     

零航速减摇鳍水动力特性分析

分析零航速减摇鳍的升力模型和力矩模型,探讨正弦运动的鳍产生最大升力和最大转鳍力矩与转鳍速度的关系,经对比发现,同一鳍角幅值转鳍下任一时刻升力的大小与经过该点的角速度的平方成正比。为此,采用通用CFD软件计算方法,验证理论模型的规律,在数值仿真的基础上,拟合升力公式和力矩公式的各个系数,并将实船试验转鳍力矩与仿真结果进行对比,结果表明仿真结果能较好地反映实际转鳍力矩的变化规律。     

AMESim仿真技术及其在液压元件设计和性能分析中的应用

AMESim是法国IMAGINE公司推出的一种基于键合图的高级系统建模、仿真及动态性能分析软件，它以强大的仿真和分析能力在各个领域得到了广泛的应用。简要介绍了AMESim软件及其建模方法和主要特点，并在AMESim仿真环境下，运用AMESim提供的液压元件设计库、液阻库和其他子模型库，构建了弹库防火防爆安全系统自动快速喷淋分系统中安全阀喷头组合的仿真模型。通过调节仿真模型的各项参数对安全阀喷头组合的喷淋性能进行了分析，绘制了流量曲线等仿真结果图。     

水力式升船机竖井内水体的振动分析

地震荷载下升船机系统内水体与浮筒间的耦合作用是影响升船机安全运行的一个难题。通过流体动力学模拟(CFD)方法,讨论在不同频率的正弦激励下升船机竖井内水体的振荡。结果表明:竖井的水体存在一个自振频率,此频率比相同径度、相同水深的矩形池的值大约10%,自振周期约为0.42s;竖井水体的自振频率基本不随高度变化。     

不同方法对南黄海重现波高计算值的影响

采用SWAN波浪模型对江苏南黄海地区1979~2018年共40 a的波况进行模拟及验证,将模拟结果与实测资料进行比对,吻合良好。百年重现波高分布通过基于年极值和月极值的广义极值分布函数(GEV)和超阈值取值方法(POT)的广义帕累托分布模型(GP)计算得出。计算结果表明,不同方法的计算结果在辐射沙洲北部地区差别最大,采用月极值所得重现波高偏小,采用年极值计算的重现波高在辐射沙洲南北外围地区最大,其余地区则以POT方法为大值。在分别采用不同数据长度计算重现波高的试验中得出,取月极值的GEV分布计算结果对时间跨度的改变不敏感,而取年极值受之影响最大,POT方法介于两者之间。