大型舰船环状冷媒水系统运行模式试验研究北大核心CSCD

[目的]为了解决大型舰船环状冷媒水系统多种工况运行时的水力平衡问题,[方法]针对该系统的形式及特点,搭建缩比试验平台,对系统各区独立运行、备用泵向各区供水、单泵及多泵联合供水等多种运行模式进行试验研究。分析在不同运行模式下各区用户支路的流量分配特性。[结果]试验结果表明,当位于舰船舯部的备用泵分别向其他各用户区供水时,各用户支路的实际流量达到设计流量的90%以上,其水力失调度为0.89~1.02;单泵向全舰供水时,用户试验流量仅达到设计流量的20.0%~37.1%,区间流量最大不平衡率均大于40%,存在严重的水力失调现象;对于系统多泵联合供水运行模式,双泵、三泵、四泵联合供水模式下的最优运行工况可满足舰船不同负荷下的水量需求,区间流量最大不平衡率小于15%,结果能满足工程要求。[结论]试验结果可为实舰运行与控制提供参考依据。     

大型舰船环状冷媒水系统运行模式试验研究

[目的]为了解决大型舰船环状冷媒水系统多种工况运行时的水力平衡问题,[方法]针对该系统的形式及特点,搭建缩比试验平台,对系统各区独立运行、备用泵向各区供水、单泵及多泵联合供水等多种运行模式进行试验研究。分析在不同运行模式下各区用户支路的流量分配特性。[结果]试验结果表明,当位于舰船舯部的备用泵分别向其他各用户区供水时,各用户支路的实际流量达到设计流量的90%以上,其水力失调度为0.89~1.02;单泵向全舰供水时,用户试验流量仅达到设计流量的20.0%~37.1%,区间流量最大不平衡率均大于40%,存在严重的水力失调现象;对于系统多泵联合供水运行模式,双泵、三泵、四泵联合供水模式下的最优运行工况可满足舰船不同负荷下的水量需求,区间流量最大不平衡率小于15%,结果能满足工程要求。[结论]试验结果可为实舰运行与控制提供参考依据。     

舰船岸接供水运行模式的水力平衡试验

针对岸接泵直接供水运行时,舰船各区用户流量分配不均,存在明显的水力失调问题。提出在冷媒水管网系统中增设动态流量平衡阀、增压泵及分流跨接管3种水力平衡措施以改善系统水力失调。试验结果表明,采用增压泵和分流跨接管2种措施的效果更好,能使各区用户的流量分配更均匀。     

不同进出口接管方案下自流冷却系统的特性试验研究

针对自流冷却系统的应用背景,采用缩比原理性试验,对进出口接管形式进行优选试验研究。研究发现进出口接管形式影响着系统的自流特性,矩形过渡的进口接管其自流特性好,垂直圆扩的出口形式不利于自流。进出口接管组合方案一下系统自流特性最好。进出口接管的相对静压差-相对速度特性曲线是其固有水力特性。自流回路的自流流量随着流动阻力的增加而降低,且降低率越来越少。最终根据试验结果优选了进出口接管方案,为自流冷却系统的设计提供了依据。     

不同进出口接管方案下自流冷却系统的特性试验研究

针对自流冷却系统的应用背景,采用缩比原理性试验,对进出口接管形式进行优选试验研究.研究发现进出口接管形式影响着系统的自流特性,矩形过渡的进口接管其自流特性好,垂直圆扩的出口形式不利于自流.进出口接管组合方案一下系统自流特性最好.进出口接管的相对静压差-相对速度特性曲线是其固有水力特性.自流回路的自流流量随着流动阻力的增加而降低,且降低率越来越少.最终根据试验结果优选了进出口接管方案,为自流冷却系统的设计提供了依据.     

船舶中央冷却系统串级控制的建模与仿真研究

为了改善船舶中央冷却系统控制性能,针对目前使用传统PID反馈控制的冷却水出口温度控制系统惯性大、经常超调的特点,论文通过对某57 000t散货船中央冷却系统工作原理及其相关控制技术的分析,利用流体力学与传热学理论,建立中央冷却系统水力模型、稳态换热模型和动态换热模型。在此基础上引入串级控制方案,并使用经典控制理论建立控制模型。最后使用MATLAB软件对PID控制方案与串级控制方案进行对比仿真。仿真结果显示串级控制方案拥有良好的控制性能并在船舶中央冷却系统的控制设计中具有广阔的应用前景。     

弹库导弹注水保护技术关键参数计算方法

针对舰船弹库裸装导弹在弹药舱中意外点火,向导弹发动机尾喷管燃气射流区域注射高压水降温问题进行研究。通过对控制体入口和出口简化,采用参数比拟法,建立考虑水射流破碎的注水流量与燃气温度计算方法,并用算例进行计算分析。本方法可为弹库注水系统设计提供理论依据和计算方法。     

大型舰船集成式冷媒水系统优化设计及试验

针对某大型舰船空调装置集成式冷媒水系统普通空调用户与特殊空调用户并联运行时存在流量分配困难的问题,提出支路双流量并联运行的优化设计方案,采用Flow Master软件计算系统的沿程阻力和流量,构建集成式冷媒水系统模拟试验平台,进行特殊空调用户低负荷运行与高负荷运行时管网的水力特性试验研究,比较采用支路双流量并联运行方案前后普通空调用户和特殊空调用户的流量分配情况。试验结果表明:采用优化方案后,特殊空调用户在高负荷和低负荷工况下运行时管网各用户可基本保持水力平衡,艏艉流量比较合理,满足用户需求;而在低负荷工况不采用双流量并联运行限流方案时,特殊空调用户支路流量远大于所需流量,艏部的普通空调用户支路流量均低于设计流量的50%。理论和试验研究结果说明,在特殊空调用户支路上采取双流量并联运行方案可有效解决大型舰船集成式冷媒水系统不同运行工况下的流量平衡问题,并且具有高效节能的特点。     

基于四面体网格的船舶静水力计算方法精度研究

四面体方法非常适合分析多凸体(浮式海洋平台、子母船和半潜船等)结构的浮态问题,该方法已经在多个工程领域进行了应用,但是对其静水力计算方法的精度研究还未见报道.文章首先介绍了基于四面体网格的静水力计算方法,然后通过椭球算例研究了典型静水力参数的计算精度与单元尺寸的关系.算例选取了 5种不同的单元边长,针对浮体的3个典型静水力参数,进行精度分析.试验结果表明,四面体算法的精度控制水平与Maxsurf大致相当,当单元边长取为主尺度最小值的5％时,该算法即可取得满意的精度.     

水管路系统低噪声配置研究（英文）

管路系统的水力功能和振动噪声性能相互影响皆为设计目标。舰船领域中冷却水管路系统长期开启,管路系统振动及船外辐射噪声受到关注。为实现船外辐射噪声的控制,有必要建立水力和声学的协调设计技术。文章以低噪声配置原则为管路系统设计指导,基于复杂水力管网计算方法进行管系合理配置,基于管系等效水梁及管系—船体声固耦合整体建模方法进行振动及船外辐射噪声计算评估,形成了水力与声学协调的管路系统低噪声配置技术流程。以典型冷却水管路系统为对象,初步测试验证了配置原则和计算方法。     

水管路系统低噪声配置研究

管路系统的水力功能和振动噪声性能相互影响皆为设计目标。舰船领域中冷却水管路系统长期开启,管路系统振动及船外辐射噪声受到关注。为实现船外辐射噪声的控制,有必要建立水力和声学的协调设计技术。文章以低噪声配置原则为管路系统设计指导,基于复杂水力管网计算方法进行管系合理配置,基于管系等效水梁及管系—船体声固耦合整体建模方法进行振动及船外辐射噪声计算评估,形成了水力与声学协调的管路系统低噪声配置技术流程。以典型冷却水管路系统为对象,初步测试验证了配置原则和计算方法。     

电力推进装置中央冷却系统多Agent智能控制试验研究

针对电力推进装置中央冷却系统多Agent智能控制的试验验证问题,分析中央冷却系统的运行特点、主要运行工况和智能控制需求,通过二次设计,对主淡水回路进行正常/故障工况模拟。建立相应的试验研究平台,包括以桌面试验装置为核心的硬件结构和面向试验装置的多Agent智能控制软件体系。设计试验测试内容,对智能控制的功能和效果进行验证分析。试验研究表明,该试验装置能够模拟真实中央冷却系统的各种正常/故障工况,多Agent智能控制系统能够对中央冷却系统进行有效的智能控制,提高系统的任务效率和生存能力。     

基于GSE平台的蒸汽试验系统边界的动态控制仿真

[目的]台架试验是蒸汽系统设计与验证的重要手段,能否准确模拟边界条件是至关重要的影响因素。为获得一种可行的动态流量边界控制方法,[方法]基于蒸汽系统台架试验的蒸汽入口处流量变化要求,提出PID闭环控制与开环控制方案,并开展仿真对比分析。利用GSE平台建立蒸汽系统台架试验的仿真模型,基于试验热态调试数据进行仿真模型修正,并通过对比试验数据与仿真数据验证仿真模型的正确性和有效性。[结果]仿真结果表明:迭代—收敛的开环控制方案可以满足蒸汽流量在10 s内线性减少20 t/h的控制要求,而传统PID闭环控制方案则难以实现。验证试验的结果表明:蒸汽入口处的流量变化满足台架试验要求,并与仿真结果相吻合。[结论]研究成果可为蒸汽系统台架试验的边界控制提供参考。     

水下垂直发射导弹潜艇瞬时平衡定量吹除控制方法

本文针对潜艇水下垂直发射导弹时潜艇平衡问题，提出了关于潜艇保持瞬时平衡的崭新的控制方法，即定量吹除液位控制法，并就该控制法的理论计算和系统设计有关问题进行了较为详细的论述。     

舰船密闭区域气密特性研究

舰船密闭区域是一种容积较大、结构复杂、内部空气需建立一定超压的特殊区域,设计要求密闭区应具有一定的气密性。采用圆管层流和孔板流2种流量计算公式推导了舰船密闭区域气密压降特性的2种表达式,表示了密闭区气密压降过程中压力和时间的变化关系,并通过了试验验证。介绍了密闭区流量平衡特性,推导出密闭区漏气量和超压的关系式。论述了圆管层流法和孔板流量法2种密闭区气密压降特性和流量平衡特性的参数转换方法,并进行了试验验证。结果表明,舰船密闭区域气密特性及其转换方法的研究,为密闭区域的气密性检验提供了技术基础。     

水力式升船机平衡重波动机理

水力式升船机是一种新型的通航建筑物,它完全利用水的浮力来驱动承船厢运行,与传统形式升船机相比具有十分明显的优越性。设计并建立了水力式升船机单竖井概化物理模型,初步探讨影响水力式升船机运行稳定性的主要因素,对比不同试验工况下竖井水力学特性及平衡重波动等特性。结果显示:竖井与平衡重间隙比为0.061时,在一定范围内增大流量对平衡重上升过程波动几乎没有影响,且平衡重上升过程相对稳定。     

浅谈水力自控翻板闸门在某水库溢洪洞上的应用

某水库泄洪建筑物溢洪洞采用水力自控翻板闸门,它借助水力和动力,利用水力和闸门自重平衡的原理,在一定的水位下,随着流量的变化而自动启闭的闸门,尤其运用在水库泄洪建筑物上,泥沙经过水库的沉淀,且溢洪洞控制段水位较高,可减少淤积泥沙对闸门的影响,可保证水力自控翻板闸门发挥最大的功能。     

几种典型船用风量调节阀的特性分析及研究

船用风量调节阀是空调系统空气管路不可或缺的一部分,本文通过数值模拟方法分析现有的3种典型的船用风量调节阀的流量特性和阻力特性,利用风量调节阀的试验台架进行其性能验证,并分析阀门的再生噪声特性。数值模拟、性能试验以及噪声特性的分析结果可以为船用空调系统设计选型风量调节阀提供一定的参考依据。     

某船多机舱辅助设备中央冷却系统设计

针对某船多机舱设备的设置情况,对辅助设备中央冷却系统的形式、水系统的设计、中央冷却器的设计、压力、流量调节装置的设计、系统的冗余设计进行分析和研究,形成针对该船的辅助设备中央冷却系统设计方案,并对系统的控制策略进行了介绍。     

几种典型船用风量调节阀的特性分析及研究

船用风量调节阀是空调系统空气管路不可或缺的一部分,本文通过数值模拟方法分析现有的3种典型的船用风量调节阀的流量特性和阻力特性,利用风量调节阀的试验台架进行其性能验证,并分析阀门的再生噪声特性.数值模拟、性能试验以及噪声特性的分析结果可以为船用空调系统设计选型风量调节阀提供一定的参考依据.