Design optimization of a TetraSpar-type floater and tower for the IEA Wind 15 MW reference wind turbine

We present an optimization study for the conceptual design of wind turbine floaters of the TetraSpar type. The optimization variables include all geometric dimensions of the floater, keel, mooring lines and tower design. A gradient based optimization method is applied to a mass proportional objective cost function. The objective function accounts for the different weight components of the floater, including secondary steel, the wind turbine tower, and the mooring system. A frequency domain response method is utilized, so that each design evaluation also takes into account the dynamic response for 12 wind speeds with associated wave conditions. Nineteen constraints are applied for static and dynamic response, natural frequencies, and fatigue at the bottom of the tower. Two reference designs are presented, namely one with a soft–stiff tower and one with a stiff–stiff tower. Due to the anti-phase coupling of the floater pitch and tower vibration, the soft–stiff tower needs a stronger floater stiffness in pitch. This design thus has a larger water plane area moment than the more compact stiff–stiff floater, which is found to be the least economical. A constraint analysis is next presented based on Lagrange multipliers and a relative cost index. We find that the strongest cost influence is exerted by the 3P tower frequency constraint for the stiff-stiff and soft-stiff designs. Finally, a third design variant with a free optimizable tower frequency is introduced. This design is found to be 11% cheaper than the soft–stiff design and highlights the potential cost savings of tower designs within the 3P region.     

变频动态调节技术在超深水钻井装置主机舱通风系统中的研究与应用

超深水钻井装置为满足DP3动力定位的严苛要求普遍采用主机舱分隔设计，但各主机舱通风需求量因平台载荷及外部环境变化而变化。本文以某深水钻井装置主机舱为目标，分析主机舱内通风需求量，根据机舱动态风量需求，采用变频技术控制风机转速，调节机舱进风量，达到机舱内外风压动态平衡。     

船舶机舱风机变频控制系统设计

从机舱设备正常运转、人员舒适性和节能降耗角度出发,简述机舱风机变频控制系统设计方法,对变频控制变量选取、传感器布置、控制变量设定值选择和控制模式转换方式等进行分析研究,确定变频控制逻辑,实现机舱风机自动化控制.     

基于变频控制的自升式风电平台机舱通风系统设计与研究

机舱通风系统是自升式风电平台重要的动力辅助系统。本文研究了具有自升式风电平台特色的机舱通风系统,对机械进风自然排风与机械进排风两种通风方式进行分析比较,并提出了先进的变频控制机舱通风系统设计理念。通过正在建造中的项目实例,详细介绍了基于变频控制的机舱通风系统的核心设计思路,展现了该系统智能、节能和安全可靠等诸多优势,对今后自升式风电平台机舱通风系统设计具有重要的指导意义。     

基于PLC的模糊频载调节器设计

介绍可编程序控制器(PLC)实现船舶电站模糊调频调载的软硬件实现方法,采用离线计算、在线查表的方法在PLC上实现模糊控制,利用硬件在环仿真进行试验研究,结果表明,智能频载控制器具有较好的稳、动态性能。     

一种适用于船舶复杂机舱的改进型变频通风控制逻辑

介绍一种改进型变频通风自动控制逻辑,适用于大型商船复杂机舱通风系统.在普遍应用的基于排风温度信号和机舱内压力信号进行变频风机控制的基础上,补充若干个温度传感器(Temperature Transmitter,TT),用以对发电机室、净油机室等重点舱室温度进行监控并给予重点关注.简化变频风机的运行控制逻辑,在兼顾节能降耗...     

基于PLC和变频器的船舶机舱风机调速系统设计

在分析船舶机舱风机变频调速原理和节能效果的基础上,介绍了基于PLC和变频器的船舶机舱风机调速系统的变频控制设计方案.     

2750 TEU集装箱船的局部振动评估

通过半解析法和有限元法对一艘2750TEU集装箱船进行了机舱、尾部及甲板室的局部振动预报,包括板格、筋和板架的首阶固有频率以及罗经甲板和舷侧板架的固有频率和振动模态。计算表明,2750TEU集装箱船的局部振动性能良好,满足亚临界动态设计的设计衡准。指出对采用低速机的船舶而言,用亚临界动态设计方法是可行的。     

机舱监测报警系统研制

该文介绍了新研制的面向大型高附加值液货船的机舱监测报警系统的结构、工作原理、监测点的分布,以及下位机信号采集与上位机图形显示组态监控系统等。     

2000t海缆作业船动力定位系统控制器的仿真设计及优化

运用模糊控制理论设计了2000t海缆作业船动力定位系统的控制器,为弥补模糊控制器在平衡点附近出现的盲区缺陷,引入PID控制环节,与模糊控制器联合构成F-PID复合控制器,仿真结果对比表明,F-PID复合控制器比单个的模糊控制器具有更高的稳态精度.     

一种燃气轮机状态监测和故障诊断专家系统的研究

介绍了一种燃气轮机状态监测和故障和故障诊断专家系统。提出了产生式规则和框架相结合的知识表示方法；合理地组织了知识库，并提供了较完善的知识库管理功能；实现了该诊断问题中故障严重程度和可信度两种模糊概念的推理；建造了适合本问题的正、反向混合推理机。     

船舶机舱火灾风险评估

为了对船舶机舱进行火灾风险评估,针对船舶机舱的特点建立了一套完整的综合评价指标体系。采用层次分析法对各个指标进行权重分析,并建立基于模糊识别模式的机舱火灾风险评价模型,把权广义距离之和最小的模糊识别模型用于综合评判中。以一条浮油回收船为例对该船的机舱进行火灾风险评估,结果表明,模糊综合风险评价方法是可行有效的,为船舶火灾风险评估打下了基础。     

基于模糊积分预测控制的船舶动力定位系统设计

提出一种基于模糊积分预测控制器的船舶动力定位系统控制方法,通过引入积分控制器消除了稳态误差,采用模糊控制算法实现了对不确定系统的控制,利用预测控制解决了船舶动力定位中的约束问题,有效地减少了船舶动力定位系统能量的消耗。仿真结果证明,提出的模糊积分预测控制器在满足动力定位要求的同时,大大提高了推力系统的效率,减少了推力消耗。     

船舶机舱虚拟仿真系统的设计与实现

采用Multigen Creator、GL Studio和Vega Prime开发船舶机舱虚拟仿真系统.本文介绍了机舱三维建模、仪表仿真、虚拟场景驱动的设计思路和实现方法,讨论了运动建模、模型优化、仪表建模、Vega Prime加载GL Studio模型的关键技术,对各种类型的虚拟仿真系统开发具有普遍指导意义.     

模糊控制在自升式平台发电机冷却水中的应用

在自升式钻井平台或者生活平台上,发电机冷却水散热器控制都采用开环控制,缺点是耗能高,经济性能比较差。为了解决传统控制方案的问题,根据模糊控制原理,设计一种模糊控制器,用于控制自升式平台发电机冷却水散热器的风机转速。介绍模糊控制器的设计过程,包括模糊控制器输入输出接口设计,模糊化设计方法,模糊规则的制定,模糊清晰化方法,离线控制表的制定。并通过自升式平台应用,验证该模糊控制器的运行效果。结果表明该方法非常适用于自升式平台发电机冷却水控制。     

2 000 t海上风电安装平台机舱通风系统布置优化

以2 000 t自升自航式一体化海上风电安装平台为例，对机舱通风系统进行布置优化。从风管路径、风量分配、风管尺寸和风管结构等方面详细介绍优化方案，解决该平台机舱通风系统在实船布置过程中遇到的困难，为以后类似平台机舱通风系统的设计和优化提供参考。     

Research on H2 speed governor for diesel engine of marine power station

The frequency stability of a marine power system is determined by the dynamic characteristic of the diesel engine speed regulation system in a marine power station. In order to reduce the effect of load disturbances and improve the dynamic precision of a diesel engine speed governor, a controller was designed for a diesel engine speed regulation system using H2 control theory. This transforms the specifications of the system into a standard H2 control problem. Firstly, the mathematical model of a diesel engine speed regulation system using an H2 speed governor is presented. To counter external disturbances and model uncertainty, the design of an H2 speed governor rests on the problem of mixed sensitivity. Computer simulation verified that the H2 speed governor improves the dynamic precision of a system and the ability to adapt to load disturbances, thus enhancing the frequency stability of marine power systems.     

Research and design of ship-shore integrated engine room intelligent operation and maintenance system based on data brain北大核心CSCD

[目的]为提升舰船机舱运维的智能化水平,针对机舱设备种类多、数量大、耦合关系复杂等特点,梳理机舱运维智能化应用的技术路线,开发船岸一体化机舱智能运维系统。[方法]首先,分析国内外机舱智能运维技术的发展趋势,融合利用健康管理、大数据挖掘、数字孪生、数据轻量化传输等技术优势;然后,设计符合舰船机舱特点的一体化智能运维系统。[结果]提出了一种基于数据大脑赋能的机舱智能运维系统功能框架、平台设计、运行体系、运行流程及关键技术应用。[结论]研究成果可为舰船机舱智能运维系统设计及应用实践提供参考。     

柴油机米勒循环结合EGR的性能分析及优化

文章建立了增压柴油机米勒循环结合EGR(废气再循环)的热力学模型,利用模型分析了柴油机设计参数对其性能的影响,为米勒循环结合EGR的增压柴油机参数设计提供了理论依据。研究表明,要使WP7柴油机的热效率和平均有效压力同时提高,增压系统效率需大于0.7。同时,以柴油机转速为1 500 r/min外特性工况点的NO_X排放下降50%、最高爆发压力不超过原机为约束条件,对WP7柴油机参数进行了优化设计。优化结果表明,该方法将有效压缩比从18降低到15.5,再结合12%的EGR率,可以在保持柴油机经济性、动力性与原机基本一致的前提下,将NO_X排放下降50%以上。     

某活塞发动机机体组合结构模态分析

采用ANSYS软件对某活塞发动机机体和缸盖的组合结构进行了约束模态的有限元分析,得到了机体组合结构的前20阶约束模态的固有频率及相应振型。结果显示出机体组合结构各部分振动的强弱分布及抗振薄弱区,揭示了不同频率范围内机体组合结构振动模态的特性。为今后进行机体结构动力响应分析提供了充分的指导和依据。