中速柴油机MPC系统用高精度一维非定常流模型计算的流量误差研究

本文对讧维非定充模型计算８缸中同中的流量误差进行了研究，并提出了减小流量误差的有效措施，使性能模拟计算程序在计算８缸中速机性能时基本上达到一平衡，流量误差在２％以内。     

电弧触发器稳态温度场计算及其优化设计

为了计算电弧触发器稳态温升,本文建立了电弧触发器二维稳态温度场模型,采用matlab自编程方法计算电弧触发器稳态温度场,并通过温升实验验证模型的正确性。针对圆孔型电弧触发器,本文通过保持狭颈总截面不变,来保证弧前时间一致,并在此条件下研究不同狭颈数对电弧触发器稳态温升的影响规律,以此对电弧触发器进行优化设计。     

Welander自然循环问题高精度数值模拟

目前主流的热工水力系统分析程序采用一阶差分格式来离散基本守恒方程。一阶差分截断误差大,导致系统分析程序在模拟自然循环问题时计算精度不高。为提高计算精度,本文采用两流体双压力两相流模型高精度数值解法对Welander自然循环问题进行计算分析。数值结果表明,高精度数值解法能有效减小数值扩散,提高预测精度。     

瞬态统计能量分析法中动态响应误差分析

统计能量分析方法能够有效预示舰船和车辆等结构的高频振动及噪声。本文通过建立两子结构耦合模型,利用差分法研究了瞬态统计能量分析中参数误差对子结构响应能量的影响,同时给出了参数误差与所导致能量误差的关系函数。结果表明:对于外载荷直接激励的子结构,内损耗因子和耦合损耗因子的误差都会导致被预示总能量的减小。对于外载荷间接激励的子结构,内损耗因子的误差会导致峰值能量的减小,而耦合损耗因子的误差会导致峰值能量的增加。本文内容对改进动力学系统数值模型以及提高结构振动和噪声预示精度有一定的帮助。     

永磁同步电机电磁热耦合高效计算模型

电磁热耦合分析是一种计算永磁同步电机电磁性能和热性能的有效方法,为实现耦合场的高效准确计算,建立了一种结合二维静磁场有限元模型和等效热网络模型的电磁热耦合高效计算模型。首先,基于磁密时空变换公式,推导了考虑材料温升特性的电磁损耗计算模型,并与二维时步有限元法进行对比,相同硬件条件下,计算时间减少约79%;然后,基于传热学定律,建立了电机的等效热网络温度场分析模型,并推导了节点温升计算的状态空间方程。最后,以一台表贴式永磁电机为例,与三维有限元耦合模型进行对比,温度场计算结果最大误差为5.3 K,计算时间减少约95.2%,表明该模型可在保证计算精度的前提下提高电磁热耦合分析效率。     

双壳型船体结构稳态温度场和温度应力

用简化解析方法和有限元数值方法,分析了双壳型船体货舱区域在运载高温液货时的稳态温度场;根据船体结构的温度分布,用有限元法计算了其温度应力,同时与货物压力、海水静动压力、总纵弯矩等载荷作用下的结构应力做了比较。研究结果表明：在货舱结构温度场分析中用简化分析方法和有限元数值方法所得的计算结果相当一致;高温液货大幅度增加船体结构的纵向应力和横向应力,同时加剧结构不连续处的应力集中;槽型舱壁可以有效地释放     

瞬态统计能量分析法中动态响应误差分析

统计能量分析方法能够有效预示舰船和车辆等结构的高频振动及噪声。本文通过建立两子结构耦合模型，利用差分法研究了瞬态统计能量分析中参数误差对子结构响应能量的影响，同时给出了参数误差与所导致能量误差的关系函数。结果表明：对于外载荷直接激励的子结构，内损耗因子和耦合损耗因子的误差都会导致被预示总能量的减小。对于外载荷间接激励的子结构，内损耗因子的误差会导致峰值能量的减小，而耦合损耗因子的误差会导致峰值能量的增加。本文内容对改进动力学系统数值模型以及提高结构振动和噪声预示精度有一定的帮助。     

双壳化学品船温度场及其热应力分析

以3800DWT化学品船为研究对象,基于ANSYS有限元软件,研究了该船的船体结构稳态温度场及其热应力.在文中,首先建立了化学品船舱段结构温度场及热应力分析的三维有限元分析模型,计算了满载工况下液货舱的温度场,在此基础上对船体结构进行了结构应力评估,最后比较了装载不同温度液货时船体的热应力.     

某高功率密度柴油机气缸套热-结构耦合分析

采用有限元分析软件ANSYS对某高功率密度柴油机气缸套进行稳态温度场计算,并将计算结果作为边界条件,施加在缸套结构有限元模型上,同时在其上施加柴油机工作时的最大爆发压力和预紧力,进行热-结构耦合应力场分析,得到在耦合场下缸套的最大应力和应变。     

静电陀螺仪漂移误差的计算与调整

本文分析了静电陀螺仪漂移误差产生的机理,介绍了工程上计算漂移误差的公式。在此基础上讨论了转子、电极球腔和信号器的设计原则。在测试静电陀螺仪的漂移误差时,利‘用这些公式,通过调整,可以减小常值漂移误差。     

救生艇用柴油机气缸套温度场的计算与分析

针对柴油机气缸套的热负荷问题,以救生艇用2105柴油机的气缸套为研究对象,建立了气缸套温度场的计算模型,讨论了边界条件,在Fluent软件平台上开展了标准工况下2105柴油机气缸套三维温度场的计算.计算结果表明,等温线的分布是轴对称的,整个温度场分布是由上至下逐渐变低,其中顶面最高,中间冷却水处最低,上部温差沿轴向方向较大,下部温度分布比较均匀;整个缸套温度最高点位于缸套顶部内侧.从计算结果看,该气缸套温度分布合理,最高温度为511 K,热负荷不大.     

小直径单立柱上的波浪荷载研究

文章介绍了小直径单立柱上波浪荷载的计算方法,并以理论计算值作为验证资料,将数值计算值与理论计算值进行对比。研究发现,计算总时长和时间步长对计算结果影响较大。当计算总时长大于15倍波浪周期,时间步长为波浪周期的1/20时,计算结果误差较小,十分接近理论解。在计算深水区小直径立柱的波浪荷载时,立柱刚度过小会使计算结果不稳定,这时应增大立柱刚度计算。     

不同焊接顺序下加筋板变形及残余应力的三维有限元研究

针对焊接过程的二维有限元计算与实际情况存在一定差别的问题,使用三维热弹-塑性有限元法对不同焊接顺序下加筋板焊接过程进行了仿真,获得了加筋板焊接引起的温度场、位移场和应力场。结果表明：在4点约束条件下,加筋板横截面的变形为中垂变形,纵筋的变形为中拱变形,方案1横截面变形更小,方案2纵筋变形更小。焊接引起的加筋板残余应力主要表现为横向应力,其在近焊缝区为拉应力,达到材料屈服强度,远离焊缝区表现为压应力,达到0.2倍材料屈服强度。加强筋横向应力峰值出现在起弧端和收弧端,约为0.85倍材料屈服强度,纵向应力峰值出现在焊接起弧端,约为0.3倍材料屈服强度。在加筋板横截面位置,焊接顺序主要影响加强筋处的残余应力;在加强筋位置,焊接顺序主要影响纵向应力。每组焊缝同时同向焊接,且每根纵筋从左向右依次焊接的焊接方案产生更小的残余应力。     

变压器故障气体增长性误差处理方法的研究

目前DGA在线监测系统还存在着元件性能不稳定、抗干扰性能较差、抗外界因素如温度、湿度变化的能力差，造成故障气体的增长性误差比较大，测量数据不稳定等问题。文章利用最小二乘法对误差进行处理，结果显示优化后的数据平稳，可靠性提高。     

对船用低速柴油机NOx修正系数的研究

通过对MARPOL公约附则VI中NOx修正系数的研究表明，扫气空气温度属于可控制的进气参数，不需要出现在NOx修正系数公式中。作者研究认为进气温度、进气湿度和大气压力是三个重要影响因素，而将扫气空气温度与最高燃烧压力作为运行参数在ISO状况下对NOx值进行修正则更为合理，并推导出了新的NOx修正系数。     

水下推进器热动力系统启动过程仿真数学模型

以某型鱼雷动力推进系统为对象,在进行了必要的假设前提下,通过分析其工程过程,根据能量守恒、质量守恒以及工程热力学原理,建立了动力系统启动过程数学模型,并采用ＦＯＲＴＲＡＮ语言进行程序设计。通过数学仿真研究了固体药柱燃烧、固液混合燃烧以及液体过程、燃烧室内压力和温度的瞬时变化及雷机桨匹配关系,同时也分析研究了进主燃料时间以及速制转换、鱼雷初始速度、航行深度等对启动过程的影响。此外,通过与国外资料提供     

关于圆柱绕流水动力特性的大涡数值模拟研究

基于有限体积法建立描述不可压缩粘性流体三维运动的数学模型,引入浸入边界法的无滑移固定壁边界条件和大涡数值模拟的Smagorinsky．Lilly亚格子模型,针对层流（Re=100）和湍流（Re=3900）状态下的圆柱绕流流场进行数值模拟研究,验证结果表明该方法能较有效模拟非定常圆柱绕流流场的形态。在层流状态下圆柱体下游存在形态清晰的卡门涡街结构且无明显的掺混现象;在Re=3900的湍流状态下圆柱下游的掺混现象显著增强,圆柱下游约1．0D处的脉动强度达到最大值。     

二甲醚发动机缸内燃烧过程的三维数值模拟

通过扩展标准版KIVA-3V燃料库,使其具有液态DME燃烧过程的计算能力。用扩展程序对改装后的二甲醚发动机的缸内工作过程进行了三维数值模拟,得到了缸内气体流动、平均性能曲线及温度、压力场等大量实时数据信息。经过与原柴油机工作情况的对比分析表明:二甲醚作为发动机燃料可以减轻零部件负荷,降低噪音,减少排放。     

用三维非定常欧拉有限元方法进行波体干扰计算

本文利用理想流体的欧拉方程和用有限元方法建立了波体干扰计算模型.在自由表面上应用了线性自由面边界条件,非定常的欧拉方程用分步法求解,并用时间步进积分法分别处理压力泊松方程,速度方程和自由面上的波浪运动.为了证明本文提出的计算方法,在自由面上摇荡的半球用于作为数值计算例,把计算结果与用不同的理论方法得到的结果进行了比较.     

Validation of a hybrid optimal interpolation and Kalman filter scheme for sea surface temperature assimilation

A hybrid data assimilation scheme designed for operational assimilation of satellite sea surface temperatures (SST) into an ocean model has been developed and validated against in-situ observations. The scheme consists of an optimal interpolation (OI) part and a greatly simplified Kalman filter (KF) part.The OI is performed only in the longitudinal and latitudinal directions. A climatological field is used as a background field for the interpolation. It is constructed by fitting daily averages of satellite SST to the annual mean, annual, and semiannual harmonics in a 20 km by 20 km grid. The background error covariance is approximated by a spatially varying two-dimensional exponential covariance model. The parameters of the covariance model are fitted to the deviations of the satellite data from the background field using data from a full year.The simplified KF uses ocean model forecasts as a background field. It is based on the assumption that it is possible to neglect horizontal SST covariances in the filter and that the typical time scale for vertical mixing in the mixed layer is much shorter than the average time between observations. We therefore assume that the error variance in a column of water is evenly spread out throughout the mixed layer. The result of these simplifications is a computationally very efficient KF.A one year validation of the scheme is performed for year 2001 using an operational eddy resolving ocean model covering the North Sea and the Baltic Sea. It is found that assimilation of sea surface temperature data reduces the model root mean square error from 1.13 °C to 0.70 °C. The hybrid scheme is found to reduce the root mean square error slightly more than the simplified KF without OI to 0.66 °C. The inclusion of spatially varying satellite error variances does not improve the performance of the scheme significantly.