水下航行体表面状态细节流动特性数值分析研究

本文采用数值求解RANS方程的方法,对于水下航行体表面状态细节(小突体、孔穴)的流动特性进行了研究.计算详细地给出了航行体带小突体与表面开设孔穴后的阻力与流场,结果表明它们对于航行体水动力性能有明显的影响,在设计中应加以优化处理.     

藕节形大深度潜水器耐压壳体强度与稳定性研究

藕节形切弧连接耐压壳体是大深度潜水器耐压壳体的一种新型结构形式.文章采用有限元方法,针对缺陷幅值半径比在0.05%～0.5%之间、厚度半径比在5%～9%之间、球壳间距半径比在1.9～2.7之间、连接角在40°～65°之间的三藕节切弧连接耐压壳体,进行了强度和稳定性分析;采用最小二乘法进行公式拟合,提出三藕节切弧连接耐压壳体非线性强度公式和稳定性公式,为藕节形大深度潜水器耐压壳体的结构设计提供依据.     

单频与多频激励下深海TTR立管参激特性分析

为深入研究深海TTR立管参激振动的本质特征,论文基于单自由度马修方程理论,利用摄动法研究了TTR立管在单频激励下的稳定性.基于复杂梁弯曲理论推导了希尔方程,分析对比了立管在单频和多频激励下的稳定性和各工况下的动态响应,以及极端海况下立管的振动特性,提出了一种引入额外阻尼来抑振的措施.得到了可以用来预报TTR参激稳定性的...     

藕节形大深度潜水器耐压壳体强度与稳定性研究

藕节形切弧连接耐压壳体是大深度潜水器耐压壳体的一种新型结构形式。文章采用有限元方法,针对缺陷幅值半径比在0.05%～0.5%之间、厚度半径比在5%～9%之间、球壳间距半径比在1.9～2.7之间、连接角在40°～65°之间的三藕节切弧连接耐压壳体,进行了强度和稳定性分析;采用最小二乘法进行公式拟合,提出三藕节切弧连接耐压壳体非线性强度公式和稳定性公式,为藕节形大深度潜水器耐压壳体的结构设计提供依据。     

藕节形大深度潜水器耐压壳体优化设计

藕节形切弧连接耐压壳体是大深度潜水器耐压壳体的一种新型结构形式.该文考虑初始缺陷和材料、几何非线性的影响,参考潜艇规范,采用外点罚函数(OPF)法的结构优化程序,研究了三藕节切弧连接耐压壳体的优化设计.在研究中,设计变量为耐压壳体的厚度半径比、球壳间距半径比、连接角,考虑强度、稳定性以及几何约束,使浮力因子最小.同时研究了设计变量在结构优化设计中的敏感性,以及设计变量对耐压壳体的浮力因子、强度和稳定性的影响.文中的研究结果可以为藕节形大深度潜水器耐压壳体的结构设计提供参考.     

基于扰动补偿的永磁同步电机自抗扰内模控制

针对传统永磁同步电机PI控制存在的鲁棒性差问题,提出考虑参数摄动的永磁同步电机自抗扰内模控制方法.控制系统转速外环采用自抗扰控制器对外部负载扰动进行补偿,实现对给定转速的跟踪控制.电流内环设计考虑参数摄动的内模控制器,通过自适应观测器对电机参数摄动量进行实时估计和在线调整,增强电流预测控制的鲁棒性.实验对比传统PI控制与新型控制方法,其结果验证了新型控制方法在抗外部负载扰动和内部参数摄动方面的有效性和实用性.     

气液物性参数对严重段塞流特性影响研究

针对海底油气传输常见的下倾管—立管系统严重段塞流问题,采用严重段塞流形成条件一致的等效原则,发展了一种将三维流动转化为二维的数值模拟方法,仿真结果与相关的以水和空气为流动介质的实验结果吻合较好.在此基础上,利用该方法研究气液物性参数对严重段塞流的影响,分别选取水、原油和煤油为液体介质,甲烷和空气为气体介质,对管道内出现的严重段塞流进行数值模拟.研究发现,液体粘性、密度和表面张力对严重段塞流的流动过程、周期、压力波动、含气率和液塞速度均有显著影响,而气体物性变化对严重段塞流的影响较小.文中研究有助于深入揭示物性参数对严重段塞流的作用,同时也为评估不同海底油气田的严重段塞流危害提供了理论支持.     

解决国际铁路联运危险货物运输规则与我国规则相异的途径

现在国际经济—体化的发展趋势,使得国际危险货物运输规则日趋统一规范.在《国际海运危险货物规则》中,对所有危险货物做出了统一的危险货物编号(又称联合国及国标编号).目前,我国的海运、空运及公路运输规定中的危货编号都已和国际危规编号统一.然而,中国铁路的危险货物编号却是独立的危险货物编号,只在品名表的末栏中加注了“联合国及国标编号”. 随着社会科技水平的提高和重化工业的发展,需要铁路联运的危险品货物品种、数量在不断增加.在发运国际联运危险货物时,如何操作才能解决国际铁路联运中的危险货物运输规则与我国现行规则不同的问题呢?     

规则纵浪中船舶参数激励横摇运动的鲁棒控制

为有效控制船舶在参数横摇运动中的失稳状态,根据规则纵浪中船舶参数横摇系统的非线性数学模型,设计了一种具有鲁棒性的非线性控制器.采用精确反馈线性化方法将纵浪中船舶参数横摇系统的非线性模型线性化,然后用闭环增益成形算法设计出非线性鲁棒控制器.在考虑不同的干扰和模型摄动情况后进行了仿真试验.仿真结果表明该控制策略对于船舶参数横摇系统十分有效,且鲁棒性能令人满意.算法的设计过程简单,物理意义明显.     

大型船闸反弧门运行状态检测方案

目前船闸反弧门启闭位置控制主要依赖于开度检测装置和位移传感器，由于船闸反弧门在高水头下动水启闭频繁，当吊杆连接轴及轴套磨损后，会造成反弧门启闭位置误差逐渐增大，使得反弧门存在超关现象，进而对反弧门门体、止水、底坎埋件造成破坏。针对此问题，从提高启闭控制系统的精度方面对船闸反弧门运行状态检测方案进行研究。分析了反弧门位置控制系统存在的问题，采用在反弧门门体内部安装倾角传感器的方式对启闭位置角度信息进行检测，提高了启闭位置控制精度。2021年在葛洲坝三号船闸右充反弧门实施了运行状态检测装置的安装施工与测试，验证了反弧门运行状态在线检测系统的技术可行性以及检测水平的先进性。     

水下航行体在非规则波中出水运动数值仿真研究

海面波浪是影响水下航行体出水姿态变化的一个重要因素。目前对此问题的研究多局限于规则波浪,但是真实的海浪环境一般很少是规则波,而是以非规则波浪为主的。为更好地对此问题进行研究,首先以ITTC海浪谱为目标谱,运用CFD数值方法构建长峰非规则波数值波浪水池,并采用谱分析方法对波浪数值水池精度进行了计算,效果良好;在此基础上对水下航行体在非规则波浪条件下的出水运动进行了数值计算,得出了长峰非规则波对航行体出水姿态的影响,为水下航行体出水姿态的预报提供了理论参考。     

多规则融合的船体小组立部件装焊作业调度算法

针对小组立装焊作业周期长、场地资源利用率偏低等问题。以最小化装焊作业完工时间为目标,考虑了装焊过程中的先序约束,人力资源约束和场地空间资源约束,建立小组立装焊作业的调度模型；设计了多规则融合的船体小组立部件装焊作业调度算法；利用最化小总时差规则优化装焊任务序列,利用最短可用模式规则优化任务的工人分配,利用改进的初始配置规则与最大化残余空间利用率规则优化小组立装焊的空间布置。最后,从实际船舶制造过程中收集的数据进行验证,结果表明,装焊作业完工时间缩短了21%,证明了该算法的有效性     

规则波中迎浪航行的三体无人监测船阻力性能及片体布局影响研究

为研究三体无人监测船在迎浪规则波中航行的阻力性能,基于粘流理论建立了三维数值波浪水池,采用非结构四面体网格和六面体结构性网格相结合的网格划分方式,使用流体体积(volume of fluid, VOF)两相流模型,采用FLUENT商业软件完成了三体无人监测船在迎浪规则波中的阻力性能数值模拟,并研究了侧体布置对三体无人监测船阻力的影响.结果表明:在静水中,侧体与主体间距最小时三体船的阻力性能最好;在规则波中,三体船的总阻力随着侧体与主体间距的距离增加而减小,同时三体船的波浪增阻在侧体距离主体间距最小时最大,随着侧体距离主体间距的增加,波浪增阻有明显的减小.     

Cu基钎料润湿铺展非等温温度场的数值模拟

采用Ansys软件对定点TIG氩弧加热条件下Cu基钎料润湿铺展非等温温度场进行分析和研究,得出不同的燃弧参数(燃弧电流、燃弧时间)和加钎料与否对镀锌板温度场的影响.研究结果表明定点TIG氩弧加热时,特征等温线(钎料熔点温度和Zn蒸发温度)的宽度、深度均随燃弧电流的增加而增加;钎料的最高温度随燃弧时间的增加而出现先降后升的变化;钎料作为能量转换体,可有效降低电弧加热区域内镀锌板的温度,使镀锌层破坏较少.     

定常和不定常运动水翼表面最小压力的预报(渐近匹配法)(英文)

本文根据渐近匹配展开法提出了在自由表面附近作定常和不定常运动的有限展弦比水翼的最小压力的理论求解方法。外场(不包括水翼导缘附近)问题的求解是在线性小摄动理论的假定条件下建立的,有关的积分方程以配置法数值求解;而在水翼导缘附近,因该处的摄动不是一小量,故建立了内场问题。然后将外场和内场流动的描述进行匹配,给出正确一致的解。最后还以示例计算了有限展弦比水翼在定常和不定常运动时的最小压力图。     

自动气电立焊摆动系统设计及其控制研究

针对船体厚板立缝焊接工艺中焊枪摆动难于控制,枪头、导电嘴容易与壁板短路接触引弧形成虚假熔池从而导致焊接质量下降等问题,对自动气电立焊的摆动系统进行机械传动设计和电路控制.设计了锥齿轮传动、行星轮传动蜗轮蜗杆传动和行程开关组合摆动机构;基于JK触发器和组合逻辑门电路设计了电机正反控制电路和时滞电路.经焊接试验证明此摆动系统能获得板厚方向等熔深的良好效果.     

基于IVCBC涡方法和动刚度矩阵的 深海立管的三维计算模型

文章针对深海立管长细比非常大的结构特征,视立管为质量集中的多自由度索模型系统。通过有限体积法将该模型系统离散为多个有限体单元,首次提出基于应变能计算立管动态刚度矩阵的算法,并采用IVCBC涡方法计算有限体的外载荷,构建了一种三维数值研究深海立管涡激振动的新方法。应用该数值计算方法探索了立管耦合前后的振型、尾流模型、流体力以及泄涡频率的特征。发现了立管涡激振动的涡泄频率不再满足Strouhal数的规律和多频"锁定"现象导致立管出现多种高阶模态振动共存的特征,该研究为立管的设计制造提供了重要的指导意义。     

内流对顶张力立管动力响应影响分析

文章分析了内流对顶张力立管在波浪和海流激励下的动力响应的影响.考虑内部流动流体的动能采用功能原理建立了立管的运动控制方程.然后采用伽辽金有限元法得到了非线性矩阵方程,并在时域内编制了相应的求解程序.最后对立管的动力特性和动力响应进行了详细分析,主要分析了内流等对其的影响.结果发现内流对动力响应有重大影响,其影响在分析中不可忽略.     

基于Maxwell对直流断路器吹弧装置的研究设计

基于Maxwell仿真分析软件以及电磁场理论,分析设计了直流断路器两种吹弧装置—永磁体励磁吹弧装置和线圈励磁吹弧装置,通过Maxwell对两种形式吹弧装置的磁场分布进行仿真分析,并通过试验比较两种吹弧装置的吹弧效果。研究结果表明,线圈励磁吹弧装置的吹弧效果优于永磁体励磁吹弧装置,且线圈励磁吹弧装置的吹弧磁场具有无极性的特点。     

直流空气断路器缩小弧区的研究

本文论述了直流空气断路器缩小弧区研究的意义,根据电弧及弧焰的特点,阐述两种缩小弧区的方法,并简单介绍了一些研究试验的情况.