低压多相永磁推进系统测量系统的设计与实现

本文分析了低压多相永磁推进系统的特点,讨论了测量系统的设计流程,采用自顶向下、模块化设计方法对低压多相永磁推进系统测量系统进行了方案设计;通过应用系统误差分配与综合理论结合监测点的选取与分布,完成了对传感器和数采设备的选型及综合变换仪等设备的具体技术实现;在系统搭建完毕后,对系统进行了计量。试验结果表明,此测量系统方案可行,实施有效,可靠性高,满足技术要求,具有一定的先进性。     

水下近自由面爆炸过程中的多相流运动特性研究

水下近自由面爆炸现象涉及到爆轰气体产物、水以及空气等多种流体之间的相互作用过程，同时还伴随有明显的汽液两相之间的相变转换。为了理解和掌握近水面爆炸过程中的多流体非线性耦合特性，引入基于相变转换的多相可压缩流体计算模型进行分析。采用一维激波管问题对计算模型的精确性和收敛性进行测试验证，在此基础上利用二维轴对称模型模拟近水面爆炸过程，获得冲击波传播、空化产生与溃灭、爆炸气泡运动等过程。爆炸气泡运动的计算结果与试验结果具有一致性。对于由水下爆炸引起的近自由面空化现象，数值模拟清晰展示了空化域的产生、发展及其溃灭的完整过程。空化域由开始的单连通域演化为涡环形态，并向外扩展直至完全溃灭。将蒸汽体积分数0.5‰作为空化域的识别判据时，计算获得的空化域的演化过程与试验结果较为一致。数值模拟结果还进一步揭示了空化域内部的一些重要的物理特性，本文的研究结果能够为水面舰艇结构的抗爆抗冲击防护研究提供技术支撑。     

基于ECT的疏浚管道泥浆浓度测量

本文运用ECT技术对疏浚管道内泥浆的浓度进行了测量,提出了可以用于计算疏浚管道内泥浆浓度的数学模型。运用仿真计算的方法对ECT传感器进行优化设计,并利用现有的加气输送试验台结合优化设计后的ECT传感器进行了相关实验。实验结果表明,在初始测量阶段的误差较大,随着测量进行误差减小。当泥浆的浓度在25%-40%之间时ECT传感器的计算值与实际值之间的误差相对较小。     

小口径排泥管输送加气技术现场试验研究

小型疏浚工程通常采用小型绞吸船进行施工,小型绞吸船由于泥泵功率较小,导致输送排距无法满足需求,本文探讨小口径排泥管加气技术对管道排距的影响。现场试验依托石门澳蓄滞浚清淤吹填工程,在吹填管上相距300 m的2个位置进行试验,分别使用空压机直接加气和射流器混合加气两种方式。试验结果表明,管道加气技术能够有效提升输送排距。空压机直接加气效果比射流器混合加气效果更好,加气点靠近船端位置效果最好,平均增加排距22.2%,射流器混合加气平均增加排距12%。现场试验验证了疏浚排泥管加气技术的可行性,为疏浚工程排距问题提供了新的解决思路。     

液／固旋流器分离性能的研究

利用Eulerian方法，结合RSM湍流模型，对旋流器内部的液／固多相流动进行了数值模拟，对分离效率与液相分流比和旋流器锥体高度、柱体高度之间的关系进行了系统的研究。在此基础上设计了用于室内实验的液／固旋流器，并进行了水／砂、油／砂分离实验，数值模拟结果与实验数据吻合很好，验证了数值模拟方法的正确性。实验研究了入口流速、油水比例和旋流器级数对旋流器分离效率的影响。此外，根据量纲分析得到了一定Re数范围内分离效率η与Stk数之间的函数关系。     

附连水对基座机械输入阻抗影响研究

基于理论公式和有限元方法,研究附连水对设备基座机械输入阻抗的影响。根据船体结构在不同的频段内的特性,采用两种简化模型重点研究低频段和中频段里基座的输入阻抗特性。结果显示,当激励频率很低时,船体外附连水对基座机械输入阻抗影响很大,附连水质量越大输入阻抗越大;随着频率的升高,附连水对输入阻抗的影响逐渐变小。     

船舶电力线载波通信的传输特性研究

在船舶电网环境下,为了利用低压电力线实现可靠的载波通信,有必要对与电力线通信有着重要关系的频率问题与传输特性进行分析。文章提出了低压电力线的等效电路模型,并对其特性阻抗、输入阻抗进行了计算和分析,同时通过实验验证了分析结果,为解决船舶电力线载波通信中的实际问题奠定了理论基础。     

多相永磁同步电机在舰船推进系统中的容错控制研究

多相永磁同步电机因其供电相数不受限制、容错性良好和变频调速等特性,近几年引起了各行各业的广泛关注。随着控制算法和电子技术的发展,多相永磁同步电机在舰船推进系统中逐渐应用起来。本文主要针对舰船推进系统的多相同步电机容错控制问题,建立多相永磁同步电机和舰船推进系统的矢量数学模型,并对电机的容错控制进行理论分析和仿真实验。     

多相流作用下水下刚性跨接管流致振动特性数值模拟方法研究

跨接管内一般为油、气、水混合的多相流动,目前多相流作用下的管道振动研究多为实验研究,运用计算结构力学CSD和计算流体力学CFD结合的流固耦合方法对多相流内流作用下的倒置U形跨接管流致振动问题进行研究,得到管道内的多相流分布和管道动力响应,可用于多相流内流作用下水下跨接管的设计及跨接管振动疲劳寿命分析。     

旋转壳体的干,湿模态研究

本文用振动试验建模的方法来探索旋转壳体的干、湿模态参数及其非线性振动特性。还分析了附连水质量与水域大小的关系以及附连水质量对振动特性变化的影响。     

潜艇垂直发射导弹过程中的不确定因素对操纵控制的影响

潜艇在导弹垂直发射过程中所受的激变力十分复杂,包括导弹弹射出筒的发射反力、高压燃气溢出造成的负压区、导弹出筒与海水灌冲发射筒造成的失重与超重等.在实际发射过程中,这些激变力的大小及其时间特性都具有一定的随机性,因而成为在一定范围内变化的不确定因素.结合潜艇空间运动方程,建立潜艇垂直发射导弹过程的仿真模型,根据数值仿真计算结果,分析不确定因素对导弹发射及潜艇状态挽回控制过程的影响.     

小型旋流燃烧器冷热态流场数值模拟

本文以一种装载在液货船上的小型旋流燃烧器为对象,利用Fluent商用软件,采用非预混PDF燃烧模型、DPM离散相模型和D0辐射模型等,对其内部冷热态流场进行数值模拟研究,得到了燃烧器内部燃油喷射、油气混合以及燃烧流动的规律,模拟结果和试验数据基本吻合。通过分析燃烧室内部压力场、速度场、温度场、组分浓度场的变化,找到燃烧室内部烟气流动的规律,仿真结果对实际运行、设计及改造提供了有益的参考意见。     

水下发射航行体空泡、气泡和自由面相互影响的理论研究

基于势流理论、细长体理论和奇点分布法,对水下发射过程中的航行体空泡、自由面和筒口气团的相互影响开展了理论研究。文中用一个奇点模拟气团、用沿轴线分布的奇点模拟细长体形状的航行体和空泡,建立了自由面影响下的气团和空泡相互耦合的动力学模型,提出了非定常流场中带气体泄漏现象的含气空泡的压力估算方法。实验结果验证了文中提出的模型的合理性。     

加筋球冠结构在静动载荷作用下的动响应分析

借助ANSYS/LS-DYNA程序,分析加筋球面艏端隔壁在静动载荷作用下的动响应,求得了静动载荷作用下的球面艏端隔壁结构的动力响应;分析潜艇发射雷弹时发射管的转角变形,给出了潜艇发射雷弹时发射管转角变形的规律。分析时选用顺序求解法,即借助ANSYS对艏端隔壁结构进行静力分析,将其结果作为艏端隔壁结构动力作用下的初始条件,然后再借助LS-DYNA进行艏端隔壁结构的动力响应分析。通过大量的数值实验,并结合理论分析,最终给出了潜艇发射雷弹时发射管的转角变形规律。     

下水式升船机船厢底缘形式研究*

通过比尺为1:20的船厢出入水过程概化物理模型,对下水式升船机船厢主体底缘形式进行系统研究,探讨不同底缘形式的船厢对出入水过程船厢池水面波动、吸附力、拍击力及附加水动力荷载的影响。研究表明：船厢底缘角度的增大可有效降低船厢出水吸附力与入水拍击力,同时考虑到船厢底缘角度的增大会引起船厢质量的增加,提出船厢底缘较优角度为4°。     

燃气轮机进气系统过滤结构数值模拟

针对某型燃气轮机陆上试验的进气系统,布置不同过滤结构模型,采用CFD数值模拟计算方法,分析了三种过滤结构对进气系统流场、燃机进口空气速度均匀性、总压损失等参数影响。结果表明：在低进气流量下,过滤结构产生的总压损失占据主导位置,随着进气流量的增加,进气室稳压室向燃机进口直管收缩产生的压损更为明显。两侧分布式过滤结构降低了燃机进口空气速度的不均匀度,并有效降低了总压损失。     

Three-dimensional numerical investigation of the separation process in a vortex tube at different operating conditions

Air separators provide safe, clean, and appropriate air flow to engines and are widely used in vehicles with large engines such as ships and submarines. In this operational study, the separation process inside a Ranque–Hilsch vortex tube cleaning (cooling) system is investigated to analyze the impact of the operating gas type on the vortex tube performance; the operating gases used are air, nitrogen, oxygen, carbon dioxide and nitrogen dioxide. The computational fluid dynamic model used is equipped with a three-dimensional structure, and the steady-state condition is applied during computations. The standard k–ε turbulence model is employed to resolve nonlinear flow equations, and various key parameters, such as hot and cold exhaust thermal drops, and power separation rates, are described numerically. The results show that nitrogen dioxide creates the greatest separation power out of all gases tested, and the numerical results are validated by good agreement with available experimental data. In addition, a comparison is made between the use of two different boundary conditions, the pressure-far-field and the pressure-outlet, when analyzing complex turbulent flows inside the air separators. Results present a comprehensive and practical solution for use in future numerical studies.     

导管架下水驳船简介

导管架下水驳是一种专门用来进行导管架运输和下水的驳船,目前世界上只有少数国家具有导管架下水工程船的设计、建造能力,关键的技术资料很少.文章描述了导管架下水驳的船型及特点,并对船体主尺度的确定,结构强度,稳性,下水及主要特种下水装置做了简要的介绍,供大家参考.     

Implosion tests of aluminium-alloy ring-stiffened cylinders subjected to external hydrostatic pressure

In this paper, the dynamic implosion responses of ring-stiffened cylindrical tubes under external hydrostatic pressure are reported. The ring-stiffened cylinder models were fabricated from commercial seamless aluminium-alloy 6061-T6 tubes. Six external stiffened models were constructed: three models with three stiffeners, and the other three with five stiffeners. To quantify the effects of stiffening on the structural behaviour, implosion tests were also performed on another three unstiffened tube models. In this study, a total of nine tube models were tested until their failure. Implosion was initiated by increasing the hydrostatic pressure in the chamber until the tubes collapsed, and the effects of different types of pressurising media were investigated: (i) water only and (ii) water and nitrogen gas combined. The implosion pressure pulse near the collapsing tube was recorded during the event. The models with five stiffeners increased the implosion pressure pulse by approximately 3.5 times compared with the unstiffened model.     

潜载无人水下航行器自航布放内弹道模型与仿真

通过对等截面鱼雷发射管自航布放无人水下航行器（UUV）过程中的受力进行分析,建立内弹道的数学模型,并对UUV自航布放的出管时间和出管速度进行实时仿真,同时,还对几种典型口径UUV自航布放过程中的阻力变化规律进行对比和分析,从理论上对UUV自航出管的可行性进行论证.仿真结果表明,选取500mm口径的UUV,通过潜艇的等截面鱼雷发射管进行自航布放完全可行.