基于Modelica的船舶电力推进系统仿真研究

船舶电力推进系统的仿真建模技术研究多集中于数学模型，对设备模型实际物理结构的关注不多。针对这一现状，本文基于Modelica建立了船舶电力推进系统推进装置部分的仿真模型，直接面向物理结构提出了一种基于dq坐标等效电路的Modelica六相永磁同步电机模型。基于所建立的推进装置模型，进行了系统及仿真验证，结果表明所建立模型较好地模拟了电力推进系统的运行状态，适合于系统工程中系统级的仿真验证。所建立模型在实际工程中更加易于在不同领域的设计人员中流通使用。     

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。     

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。     

基于3DEXP的管系L2P关联设计技术

针对国内船舶管路系统详细设计与生产设计分离导致的设计数据源不统一、人工信息转换效率低、模型与原理校对困难和设计更改难一致等问题,提出基于三维体验平台(3DExperiencePlatform,3DEXP)逻辑到物理(Logical to Physical, L2P)关联设计技术的解决方案。L2P关联设计技术紧密联系逻辑对象和物理对象,是对船舶管路系统设计模式的创新。分析现有设计模式下各种问题产生的原因,研究L2P关联设计的设计流程、设计准备、原理图设绘和三维建模等内容,打通原理图与三维建模关联设计的技术路线,创建原理图与三维模型之间的关联,实现快速三维建模、智能模型校对、设计更改一致和单一数据源。应用测试结果表明,采用管路系统L2P关联设计技术能有效提高管路系统设计的效率和质量。     

基于CAD2AME的飞机液压系统流阻计算方法

飞机液压系统包含泵源系统、管路系统、附件和用户系统,飞机管路系统是飞机泵源和用户之间的纽带,液压管路流阻特性决定了用户系统入口的压力和流量,影响用户动静态响应性能,特别是对一些伺服作动系统。传统流阻特性计算方法主要针对稳态工况计算,难以实现动态响应计算,且对工作人员要求高、计算工作量大。随着全三维设计应用于飞机液压管路系统设计制造,为基于计算机的流阻特性仿真分析提供了可能。本文介绍和对比了三种计算方法,选取了较优的CAD2AME方法对某飞机局部液压管路系统流阻特性进行仿真分析,证明该方法可快速准确的对飞机液压管路进行分析。     

基于给水泵内特性的给水管路系统建模方法研究

针对给水控制系统的建模应用,介绍了一种基于给水泵内特性的给水管路系统建模方法.传统的基于给水泵特性曲线的建模方法只能模拟静态特性,而基于给水泵内特性的建模方法能够同时模拟给水管路系统的静态和动态特性,为给水控制系统的设计提供了仿真验证对象.根据动量矩定理以及翼栅分析理论建立了基于给水泵内特性的给水管路系统数学模型,采用VC++6.0编制了仿真程序,利用龙格库塔法对数学模型进行解算.通过对给水管路系统典型工况的仿真试验对该数学模型以及建模方法进行了验证.仿真试验结果表明,该建模方法能够正确模拟给水管路系统的静态与动态特性,具有一定的应用价值.     

大功率舰用柴油机Modelica建模与故障模拟

为满足正常和故障状态下对多种型号舰用柴油机主要监测参数进行性能仿真,进而预测其运行特性的需要,针对柴油机系统建模过程中存在多学科、多尺度耦合的复杂性问题,着眼于提高柴油机模型的通用性、可重用性和建模效率,研究大功率舰用柴油机的标准化建模与性能预测问题。采用多领域统一建模语言Modelica建立四冲程柴油机通用模型库,在Mworks平台上进行系统集成,搭建某型舰用四冲程柴油机性能预测模型,并对模型可靠性和精度进行校核。在所建立模型的基础上,对该型柴油机在喷油定时故障和喷油器堵塞故障状态下的运行特性进行了预测和分析,得到了不同故障状态下柴油机监测参数的变化规律,为进一步的故障诊断工作建立研究基础。     

基于Modelica语言的ROV力学系统建模与仿真

本文针对因ROV在水下作业过程中的非线性及耦合运动特性而导致采用传统Simulink建模方法效率低下的问题,将Modelica语言应用于ROV力学系统建模过程中,提出了一种通用的、面向对象的水下航行器运动建模方法.简要介绍了Modelica语言的特性和优点,应用其面向对象的建模思想构建仿真框架,将ROV力学系统按受力性质进行分析、分类与模块功能划分,定义共用、可重用的底层运动学与力学连接器作为模块间交互接口,实现各模块由数学模型到仿真模型转化.在顶层模型中通过组件实例化整合各模块,应用组件连接机制,创建完整的ROV力学系统.选取工况对其运动特性进行仿真,分析仿真结果,以验证建模方法便捷性和正确性.     

基于ANSYS的高精度管路系统抗冲击仿真方法及试验验证

针对船舶管路系统抗冲击性能仿真方法精度不足的问题,研究用于舰船管路系统的高精度抗冲击仿真方法。采用ANSYS有限元实体建模技术、冲击时域分析法对空间管路系统抗冲击性能进行研究,搭建管路系统抗冲击试验平台,对不同冲击载荷下管路系统的抗冲击性能进行试验验证,最后以舰艇典型管路系统为算例,研究三向冲击载荷作用下舰船管路的抗冲击性能。研究给出了基于接触单元、弹性约束、实体附件单元等高精确的管路建模技术,提出了船舶管路抗冲击时域仿真流程。研究表明,采用时域分析法和实体建模技术满足抗冲击仿真高精度的要求,舰船空间管路系统的横向抗冲击性能较差,法兰、直角弯管处、连接支管处等部位为管路系统薄弱结构。根据仿真结果,文章还提出了一系列用于工程实践的管路优化布置方法。     

液压系统乳化时管路边界层与系统参数的关系

为了在船舶液压系统发生乳化故障时诊断系统状况,研究液压系统管路边界层与其系统参数的关系。以锚机液压泵出口管路为研究对象,设计4种不同乳化污染程度的液压管路流动方案,运用Fluent对模型内部的流场进行模拟分析,并利用CFD(computational fluid dynamics)后处理软件对流动模型的数据进行提取,根据第二相体积分数云图来提取的管道内水团处的数据,比较管路边界层与液压系统状态参数之间的关系。研究表明：管道近壁面区域的速度梯度的突变值的最大值与含水量呈正比关系;在同一位置上,管道边界层的压力梯度绝对值的最大值与液压系统的乳化污染程度参数呈正比关系。通过对液压系统的乳化故障进行定性分析,将为液压系统状态监测和故障分析提供依据。     

基于Modelica的主动波浪补偿起重机建模与仿真

为研究主动波浪补偿起重机的动态特性和起吊重物质量等关键参数对主动波浪补偿起重机性能的影响,采用多领域统一建模语言Modelica,在MWorks仿真软件中构建二次马达、恒压变量泵、蓄能器、溢流阀和钢丝绳等模型,以构造出完整的主动波浪补偿起重机模型.对该模型进行仿真分析,结果表明:当起吊重物的质量为20t～160t时,主动波浪补偿起重机的控制效果较好;当起吊重物的质量达到200 t时,重物的补偿位移控制效果相对较差;通过调整PID控制参数可提高起重机起吊重物的质量.     

面向对象思想在升船机主提升控制系统中的应用研究

本文提出了将面向对象思想融入升船机主提升控制系统程序开发中,借助统一建模语言对系统进行分析和设计,找出问题域,构造类和接口,优化程序结构,达到了规范开发过程,降低开发难度和方便维护升级的目的。     

景洪水力式升船机岔管群结构设计

岔管群是水力式升船机输水系统的重要组成部分,其布置及设计较复杂。针对景洪水电站水力式升船机岔管的受力特点,采用数值计算方法对水力式升船机典型的三分梁式岔管及四通岔管进行敏感性分析。结果表明:岔管的结构形式合理可行,满足水力式升船机输水系统布置的要求。研究成果可为水力式升船机岔管群结构设计提供科学依据。     

C4ISR系统通信网络仿真分析方法研究

提出一种基于仿真的C^4ISR系统通信网络分析设计方法，研究基于仿真的设计方法在C^4ISR系统通信网络的分析设计与开发中的应用过程，并建立基于组件的建模仿真环境（CBMSE）。该方法针埘通信网络的具体需求，以建模和仿真技术为支撑，有助于设计人员对通信网络进行完整的分析、设计与性能评估，保证了系统分析、设计和实现的一致性，提高了通信网络开发的效率。最后，在CBMSE环境中对防空作战中的通信网络进行了仿真。     

态势可视化分析系统集成架构研究

战场态势可视化分析系统是指挥员准确把握战场态势,做出决策的重要手段和工具,战场态势可视化分析技术是战场态势可视化分析系统的基础和关键。针对目前对战场态势可视化分析技术还没有清晰定义的问题,引入数据可视化的相关思想,提出战场态势可视化分析的定义。并以此为基础提出基于软件总线体系结构的集成态势架构,该架构利用XML语言描述各个构件间的消息服务和协作服务,设计统一的消息结构和消息接口,有利于应对系统的扩展和变化。     

基于数字孪生的船舶管件加工生产线柔性管控系统

针对现有船舶管件加工在生产管理、调试和生产线柔性管控等方面的不足，利用数字孪生技术，进行船舶管件加工生产线虚拟模型构建、虚实生产线同步行为设计、虚实生产线交互接口设计、信息分析和生产线柔性管控等方面研究，设计开发基于数字孪生的船舶管件加工数字化生产线柔性管控系统，实现船舶管件加工生产线自动生产和远程管控等。该系统可为其他离散型制造生产线建设和管控系统设计提供借鉴。     

液压升降装置机液伺服系统响应特性分析

本文针对大惯量、大功率特性的液压升降装置起动时,存在快速响应和稳定性较难兼顾的突出问题,分析了阀控柱塞缸特性及机液伺服系统原理,建立了机液伺服系统的控制数学模型,运用经典控制理论分析方法,得出系统开环、闭环传递函数,并在时域内开展了阶跃信号输入下的系统响应特性分析,明确了影响系统性能的参数设计原则,为实际工程设计提供理论依据。     

平衡式弧形体挠性接管的缠绕模型研究

为了保证挠性接管在使用过程中的安全性,需要对其进行平衡性设计。提出一种新型弧形体挠性接管的设计方法。采用直管内部加压、两端向内挤压的方法进行弧形体挠性接管成型,通过对纤维帘线进行建模,确定直管对应于不同帘线缠绕角的长度;采用有限元方法计算确定满足平衡性要求的直管帘线缠绕角。通过合理设计以保证弧形体挠性接管具有足够的平衡性。     

AMESim仿真技术及其在液压元件设计和性能分析中的应用

AMESim是法国IMAGINE公司推出的一种基于键合图的高级系统建模、仿真及动态性能分析软件，它以强大的仿真和分析能力在各个领域得到了广泛的应用。简要介绍了AMESim软件及其建模方法和主要特点，并在AMESim仿真环境下，运用AMESim提供的液压元件设计库、液阻库和其他子模型库，构建了弹库防火防爆安全系统自动快速喷淋分系统中安全阀喷头组合的仿真模型。通过调节仿真模型的各项参数对安全阀喷头组合的喷淋性能进行了分析，绘制了流量曲线等仿真结果图。     

液压转向系统功率键合图模型的研究

依据功率键合图原理,研究BZZ5型液压转向器和负荷传感全液压转向系统的建模方法。这种功率键合图模型较通常使用的传递函数和方块图模型更接近于真实的非线性的物理系统,并比传递函数和方块图使用方便,且便于修改,可用来对液压转向器及液压转向系统进行更有效的计算机仿真和优化设计。