液态金属限流器稳态温升仿真及试验研究

液态金属限流器稳态温升限制其通流能力,笔者对液态金属限流器的发热和传热过程进行分析,提出了适用于液态金属限流器稳态温升的仿真分析方法。根据所提出的方法,对液态金属限流器样品进行了三组稳态温升仿真与试验,通过仿真计算结果和试验数据的对比,验证了仿真方法的正确性,得出液态金属限流器通流能力随通流孔径增大而增大的结论。     

液态金属限流器稳态热分析

针对液态金属限流器,本文介绍了液态金属限流器的稳态温升结构,以载流5000 A为目标,对该种结构的液态金属限流器进行热电耦合仿真。考虑接触面的接触电阻,本文求解了限流器各个部件的发热功率,然后以功率作为热载荷,对流散热表面使用综合散系数,对限流器的稳态温度场进行仿真分析,得到了满足要求的液态金属限流器结构。然后对该种结构的限流器进行稳态温升试验,通过监测监测点的温升得到其最大载流量,将仿真结果与试验结果进行对比分析,验证了仿真的合理性。该仿真方法及试验对液态金属限流器的设计具有一定的指导意义。     

液态金属限流器自收缩效应的仿真研究

液态金属的自收缩效应是液态金属限流器(LMCL)实现限流功能的主要因素。本文首先简要介绍了液态金属的自收缩效应,然后在综合考虑气液两相流流场、电磁场以及热场相互作用的基础上,结合流体体积法(VOF)模型、湍流模型和磁流体动力学模型(MHD),建立了考虑自由表面的三维液态金属自收缩效应模型,通过流体力学分析软件FLUENT进行了仿真计算,根据仿真结果从理论上解释了液态金属自收缩效应的产生机理。     

液态金属型电弧触发器稳态温升仿真及优化设计

本文以Workbench为仿真平台,建立了液态金属型电弧触发器的稳态温升模型,研究了不同通流孔数量对触发器温升特性的影响,获取了优化设计原则,可用于指导液态金属型电弧触发器的稳态温升设计。     

基于CST的接地电阻对金属编织网屏蔽效果影响仿真分析

文章针对舰船工程中接地电阻对于电缆屏蔽层屏蔽效果影响的问题,重点讨论了接地电阻对于金属编织网屏蔽层屏蔽效果的影响。基于CST电磁场仿真设计平台,结合工程实际,建立发射及接收电缆三维仿真模型,对不同接地电阻对金属编织网屏蔽层屏蔽效果的影响进行仿真和分析,研究结果表明,对于一定长度的电缆,当接地电阻低于一定值时,随着接地电阻的增加,感应电压最高值对应的频点处,金属编织网屏蔽效果变化不大,其余频点的屏蔽效果略微降低;当接地电阻高于一定值时,随着接地电阻的增加,整个频段内,金属编织网屏蔽效果迅速降低。     

磁通流阻型高温超导限流器模型研究

磁通流阻型高温超导限流器利用磁通流动电阻来限制短路电流,具有失超恢复迅速的优点,能够满足电力系统重合闸要求.采用多根Bi2223超导管材设计了1台磁通流阻型高温超导限流器模型机,并对其进行了交流电力系统的正常运行和失超限流运行的动模实验.分析了在不同预期短路电流下,超导材料过流失超后的限流效果.给出了Bi2223管材串联后的磁通流阻特性曲线,分析了管材电阻率与短路电流的关系,并对超导管材的失超一致性进行了研究.     

窄间隙焊缝跟踪电弧传感方法及特性研究

为了推广应用高效高质量的窄间隙电弧焊方法,迫切需要解决焊缝跟踪问题。针对新型高速旋转电弧焊接工艺,建立了一种窄间隙焊缝跟踪电弧传感检测方法及系统,并分析了电弧传感器的工作特性。试验结果表明:通过计算电弧旋转中心前点两侧一定区域内电弧电流(或电压)信号的积分差,旋转电弧传感系统能够有效地检测出焊缝偏差,其传感检测灵敏度受电弧电信号积分域和被检电信号种类(电弧电流或电压)等影响。     

金属导爆索网栅结构水下爆炸声学特性研究

为了获得连续水下爆炸声源,文章设计了金属导爆索网栅结构,并开展了水下爆炸压力测试和气泡脉动实验,研究了金属导爆索网栅结构水下爆炸的声压级特性,水下爆炸的声持续时间,对应的混响效应,利用Hilbert-Huang变换对水下爆炸信号的频谱特性进行了分析.研究结果表明:金属导爆索网栅结构水下爆炸可根据设计连续产生多个脉冲冲击波信号,形成近似平稳的连续波,随后产生的气泡脉动和混响效应能够明显提高水下爆炸声的持续时间;金属导爆索网栅结构具有很强的声功率,水下爆炸声压级最高能够达到249 dB,爆炸60 ms后金属导爆索的爆炸声压级仍在200 dB以上;金属导爆索网栅结构水下爆炸声频率范围广,在100 kHz以下低频段能量最高.金属导爆索网栅结构水下爆炸脉冲信号频率成分丰富,具有低频和瞬时的特点,且大部分集中在100 kHz以下,尤以50 kHz以下的最为明显;脉冲信号具有多个能量峰值,能量值较集中,波动能量基本上都集中在频率为100 kHz范围以内,尤以50 kHz以下的低频能量最大,高于100 kHz以上频段的能量的分量很小.脉冲冲击波的个数和声持续时间可由金属导爆索网栅的排列方式和长度控制,脉冲冲击波间的时间间隔可调,发生装置稳定易控.     

某型船蒸汽动力系统的建模及仿真研究

以某型船的蒸汽动力系统为研究对象,采用建模软件JTopmeret对该蒸汽动力系统进行建模并对该系统的动态过程进行仿真分析.结果表明,该模型对主要特性参数仿真的误差在5%以内,并且所模拟的动态变化特性与实际系统的动态特性吻合.     

基于复合建模方法的轴系扭转振动特性及仿真

为了提高主机轴系计算准确度,本文提出了一种新型的主机轴系建模方法,该方法将主机轴系分为连续子系统和离散子系统。推进轴段如螺旋桨轴、中间轴、螺旋桨及法兰划分为连续子系统,柴油机曲轴端划分为离散子系统。分别应用波分析法和多自由度动力特性分析,得到连续子系统和离散子系统的控制方程,同时通过边界条件将两个子系统动态刚度矩阵连接,推导出全局控制方程。对某型主机轴系扭转振动计算进行了仿真分析,并与传统建模方法比较。从计算结果可知,在高阶模态上,新型建模方法计算更精确,更接近真实振动状态,同时在保证相同计算精度的情况下,新型建模计算方法计算时间和计算资源占用较少,相对更为简便。同时,新型建模方法克服了当模态节点集中于轴段时,传统建模方法由于将轴系等效为一至两个质量单元而引起的节点偏移所带来的误差,这在实际主机轴系计算特别是长推进轴和刚度较低的轴系中具有重要意义。     

I型金属夹层结构连接构件强度特性研究及灵敏度分析

在国外,激光焊接钢质夹层结构已用于实船,其连接构件的强度特性是尚待解决的关键问题之一.应用有限元分析软件ANSYS,研究2种典型连接构件的面外强度特性及灵敏度.计算中,为降低计算规模,采用MPC壳体连接和子模型分析技术;进行灵敏度分析时,为减少大量方案计算所需的繁琐人工操作,应用Matlab驱动ANSYS,以批处理方式的有限元分析计算各方案的响应值.计算结果显示,在普通焊接接头处存在一定的应力集中.在控制结构重量的条件下,若要降低接头的应力集中系数,对于内嵌方框型连接构件而言,增大连接构件长度和夹层端部面板长度最为有效,增大水平板厚度也有一定的作用;对于外接平板型连接构件而言,最有效的途径是增大连接构件的厚度,并选取合适的连接构件长度.