余热锅炉自然循环水动力计算软件编制及应用

针对传统余热锅炉水动力计算软件的局限性,同时兼顾到软件的交互性、通用性以及可扩展性的要求,以归纳的通用水动力数学模型,基于面向对象程序设计方法建立了各管段计算模块,通过使用 C ＋＋编程语言编制了计算软件。实例应用表明：该软件能适应复杂锅炉在不同热负荷、不同结构设计下的水动力计算要求,使用灵活方便,计算结果可为优化设计提供理论支持。     

RBF神经网络动态补偿的汽包水位多模型预测控制

在船舶蒸汽动力系统中,普遍采用锅炉增压形式对蒸汽动力进行最大化的利用,而锅炉增压系统中最重要的是控制器的设计,该控制系统的稳定性对整个锅炉系统的安全运行至关重要。本文从锅炉增压系统的基本工作原理出发,建立了一种船舶锅炉汽包水位的状态模型,对汽包的温度和水位状态进行全面描述,然后利用RBF神经网络算法建立了汽包状态的动态补偿模型,并设计了基于PID预测控制策略。仿真结果表明,本文提出的预测模型具有较好的鲁棒性和稳定性。     

角管式蒸汽锅炉水动力计算新方法

角管式蒸汽锅炉水动力管道系统的结构复杂多变,传统水动力压差解法因其局限性无法高效、准确地计算其水动力特性,因此,文中提出了一种基于图论分析的水动力计算方法.根据角管式蒸汽锅炉管道结构得到由节点和线段组成的有向图,得到降秩节点矩阵和回路矩阵,然后用这两个矩阵建立描述锅炉水动力特性的连续方程组和能量方程组,最后用MATLAB进行编程求解,得到管路内的工质流量和管道压降等.用该方法计算130 t/h角管式蒸汽锅炉水动力,结果表明:该方法准确、高效,为工程带来极大的方便.     

浅水中会遇船舶水动力相互作用数值研究

浅水中邻近两船作相对运动产生的非定常水动力相互作用对于船舶的操纵性有重要影响.文章采用动网格技术,通过求解非定常RANS方程,选取RNG k-ε湍流模型,对两船在浅水中会遇的三维非定常粘性流场进行了数值模拟,计算了其水动力相互作用;通过将计算结果与试验数据进行对比,验证了文中方法的有效性.在此基础上,分析了船舶在整个会遇过程中的受力特性,指出了会遇过程中船舶容易失控和发生碰撞的阶段,并通过分别对不同的船间横向间距、水深、船速和船长情况下的船-船水动力相互作用进行计算和结果分析,得出了以上四种因素对船间水动力相互作用的影响规律.     

旁靠双浮体系统耦合运动时域分析

旁靠外输是海洋工程领域常见的作业形式，而浮体之间存在狭窄的间隙会产生复杂的水动力相互干扰。应用三维频域势流理论和阻尼盖模型，对旁靠双浮体系统进行频域计算，然后基于间接时域法开展该旁靠系统运动的时域模拟。研究结果表明，阻尼盖模型能有效抑制水动力系数异常的共振幅值和改善时延函数的振荡特性。当波峰频率接近间隙水动力峰值频率时形成间隙共振，对时域运动计算结果影响较大。在横浪条件下，旁靠系统会产生较大的横向相对位移，加装防撞系统可在一定程度上控制该相对位移。     

基于改进三弯矩法在某物探船可调桨推进轴系校中计算的应用

为使轴系校中计算模型更接近实船轴系运转工况,确保采用可调桨推进系统的船舶安全运行,在考虑螺旋桨水动力影响下,采用改进三弯矩法对轴系校中数值计算模型进行改进。并以某物探船为例,对其可调桨推进系统进行动态轴系校中计算。数值计算结果显示：考虑螺旋桨水动力等动态因素影响的动态轴系校中计算确保了采用调距桨推进轴系船舶在各种工况下的安全运转。     

大容量D型燃气锅炉自然循环水动力特性分析

针对200 t/h大容量D型燃气锅炉水动力学特点,通过比较系统运行压差与各管排停滞压差来区分多排对流管束区域中上升管与下降管,获得了下降管数量随工况变化的规律.并根据确定的下降管数量进行了该型锅炉自然循环水动力学计算,进一步对该锅炉在不同工况下水动力学特性参数变化趋势进行了分析,为该型大容量D型燃气锅炉的设计与安全运行提供了理论依据.     

基于AQWA的旁靠油轮水动力相互作用研究

船舶旁靠系统的水动力响应是一个非常复杂的工程问题,系统中每一个结构的动力响应会受到其他结构的耦合影响。针对两旁靠FPSO和LNG运输船组成的旁靠系泊系统,基于三维势流理论,应用多体水动力学软件AQWA,在考虑两船间水动力相互作用的情况下,计算两旁靠船舶所受到的波浪载荷,并与不考虑两船水动力相互作用的计算结果进行对比分析。结果表明,旁靠系泊系统水动力相互作用是不可忽略的。同时也分析了不同旁靠间距对水动力性能的影响,结果发现旁靠间距只在中高频段时对水动力性能的影响较大。研究结果可为旁靠系统系泊方案的设计和研究提供一定的参考。     

蒸汽冷却器强度计算及疲劳分析

蒸汽冷却器是采用直流锅炉的船用蒸汽动力装置的关键设备,主要用于保证直流锅炉汽水系统启停和低负荷工况稳定运行,其安全可靠运行直接关系到整个动力装置的安全可靠性.本文在对蒸汽冷却器传热管进行适当简化的基础上,利用ANSYS软件对蒸汽冷却器的2种载荷工况进行了有限元分析,计算出了每根传热管各个部分的动态应力应变特性,并根据其材料的低周疲劳应力--寿命曲线,对传热管的疲劳强度进行了校核,可以为蒸汽冷却器设备的设计、运行及使用提供技术指导.     

基于混合模型试验技术的中等水深FPSO系统水动力性能研究

对一工作水深为375m的中等水深FPSO系统的水动力性能进行了模型试验研究和数值计算.采用了混合模型试验技术进行等效水深截断系泊系统的模型试验并在时域中进行了数值重构计算.对试验和数值重构计算得出的水动力响应的统计值、功率谱和RAO等进行了比较,结果显示两者符合得很好.最后,对全水深实际系泊系统的FPSO进行了时域数值模拟计算,预报了该FPSO系统在几种环境条件下的水动力响应情况.     

锅炉爆管事故原因及预防

锅炉的水冷壁管、过热器管的管壁过热破坏,管内汽水瞬时喷出的现象,称为锅炉爆管。锅炉爆管事故在实际运行中屡有发生,其原因较多: 超温引起的锅炉爆管事故原因及预防 缺水造成的锅炉爆管:锅炉是不允许缺水的,锅炉上装设水位计、水位报警器、自动给水装置等是为了保证锅炉运行     

单桨双舵系统水动力性能数值模拟研究

采用结构和非结构网格结合的方法,运用滑移网格技术对单桨双舵系统周围的流动进行了数值模拟。着重考察了桨一舵系统的水动力性能计算,得到了用以评价桨推进、舵操纵的水动力性能的数据。同时,文中还对单桨双舵系统周围的流场进行了分析。数值计算的结果与试验结果吻合良好,验证了文中方法对于桨舵干扰水动力性能模拟的叮谨性。     

操纵运动船舶的水动力计算研究

以船舶操纵水动力预报为研究背景,通过对商用计算流体力学软件FLUENT的二次开发,采用其动网格技术以及后处理系统,对大型船舶操纵水动力导数进行了数值计算.船体按照斜航、不同舵角、纯横荡和纯首摇等状态做运动,得出随船坐标系下作用于其上的水动力及力矩.通过进行基于最小二乘法的曲线拟合,最终求得船舶操纵水动力导数.计算结果与势流理论计算结果一致,表明了所提出的计算方法适用于复杂船舶运动的水动力导数计算.     

筏式波浪能发电装置水动力分析与能量俘获研究

文章简要描述了一种筏式波能发电装置的工作原理,在理论基础上利用SolidWorks进行建模,并将模型导入AQWA软件进行了水动力计算。对该装置的波能吸收浮体形状进行了研究,得出以F3为方案的设置样式,其波能吸收效率最好。并以此为基础深入研究了F3装置的水动力性能以及发电效率,结果表明该波浪能发电装置运行可靠。     

全方位推进器水性能理论预报

本文应用升力线理论建立了全方位一推进器水性能计算的数学模型，对其在非定常情况下水动力性能计算进行了理论推导，分析了推进器各参数对水性能的影响。数值计算结果表明，本文的全方位推进器水动力性能理论预报趱实验值吻合良好     

改进舰用增压锅炉系统运行特性的一种优化方法研究

在舰用增压锅炉系统实际运行中,工作环境的改变会导致涡轮机组无法运行在最佳功率匹配点,继而导致增压锅炉系统偏离设计工况运行。为改进该问题,提出采用压气机喷水方式优化系统运行特性。首先分析了舰用增压锅炉的结构及原理,依据舰用增压锅炉系统的特征建立了压气机、辅助汽轮机、烟气涡轮、舰用锅炉等相关系统的全工况数学模型,然后通过仿真实验,验证了加湿度对锅炉燃油耗量,涡轮机组烟气进汽量、烟气温度、做功能力和辅助汽轮机耗功等主要参数的影响,仿真结果表明压气机喷水是改进舰用增压锅炉系统运行特性的一种有效方式。     

导管参数对导管螺旋桨水动力性能影响研究

对42 m拖网渔船设计了导管螺旋桨,利用FLUENT软件计算其敞水水动力性能。在保持螺旋桨形状不变的情况下,改变导管的长径比、收缩系数和伸张系数三个形状参数,分别计算并比较它们的敞水水动力性能,进而研究导管参数对整个推进器推进效果的影响规律。     

螺旋桨-舵-舵球推进组合体水动力性能的计算与仿真研究

建立了螺旋桨-舵-舵球推进组合体水动力性能的计算机仿真系统.系统研究了螺旋桨-舵-舵球推进组合体水动力性能的计算方法,建立了相关的仿真数学模型.模型中螺旋桨的水动力性能采用升力面理论涡格法计算,桨毂的影响采用Hess-Smith面元法计算.将舵及舵球的诱导速度作为对桨及桨毂进流的修正,以考查舵及舵球的影响.舵与舵球水动力的计算采用以速度势定义的面元法.在此基础上,进行系统功能设计,编制了计算机仿真系统.应用此软件设计了四种舵球方案,并进行了相应方案螺旋桨的定常水动力性能的计算对比分析.仿真计算表明,设计的舵球方案可有效地提高螺旋桨的水动力性能.其中不对称型舵球方案在实船对比测试中获得了节能5.1%,提高主机功率储备5%以上的效果.     

计算机辅助舵设计系统

对文献[1]介绍的NACA和WZF剖面组合舵的模型风洞试验资料及图谱进行回归分析,得出较为精确实用的组合舵水动力性能特征系数计算回归公式;根据规范进行舵系结构计算和水动力性能计算,并采用NURBS样条绘制水动力计算扭矩图;系统采用Visual Basic 5.0作为开发语言编制,应用于实船舵设计中,效果良好,说明本系统具有较好的实用价值.     

带缆遥控水下机器人水动力数学模型及其回转运动分析

提出了一种新型的带缆水下机器人系统三维水动力数学模型。在该模型中脐带缆的控制方程由脐带缆任一微段中的力的平衡条件导出,在此基础上以该脐带缆的控制方程为核心,通过引入脐带缆与水下机器人连接点的边界条件而建立起整个系统的三维水动力学数学模型。数值模拟中作用在机器人主体上的水动力载荷和旋转导管螺旋桨的控制力在考虑了它们之间的相互影响基础上以计算流体力学方法求出。该模型的主要特点是克服了现有的带缆水下机器人系统水动力数学模型将系统各组成部分割裂处理、缺乏从系统整体理论框架中去观察脐带缆、水下机器人主体和螺旋桨推进器水动力特征的缺陷,从一种综合、整体的观点去观察分析带缆遥控水下机器人的动力状态。水下机器人在导管螺旋桨作用下回转运动的数值模拟结果表明,利用所建立的数学模型可以对带缆水下机器人水动力状态进行有效的数值模拟。