"数字铁路"建设的探索性研究

“数字铁路”是中国铁路在２１世纪所面临的挑战和机遇。文章通过详细分析在中国建立数字铁路的必要性和可行性，进一步提出了建设中主要面临的挑战和有关铁路信息共享的关键技术的解决方案。最后还提出了数字铁路建设中首先需要重点解决的问题。     

SWJTU-Ⅱ型计算机联锁控制系统设计和实现

铁路信号计算机联锁系统是一个有着高可靠性、故障-安全性和实时性要求的安全-关键系统.本单位自行设计研制了一个满足这种高可靠性、故障-安全性和实时性要求的容错计算机联锁系统SWJTU-II.计算机联锁系统SWJTU-II,硬件结构上,采用SIEMENS公司PLC作为主要控制部件,双机热备冗余结构,能实现无扰动的故障切换;联锁软件采用Petri网模型化,面向对象方法设计,Step 7 STL语言实现;通过仿真软件模拟列车运行来对系统进行仿真测试并取得良好效果.该系统已开发完成并投入应用.     

基于面元法的船舶螺旋桨附连水质量与阻尼计算方法研究

在船舶轴系振动或桨轴流固耦合分析中,螺旋桨在流场中所引起的附连水质量与阻尼是很重要的参数。但实际计算中螺旋桨附连水质量常常用螺旋桨自身质量乘以一个经验系数得到,而附加阻尼往往被忽略。针对这些不足,文章利用螺旋桨水动力分析中常使用的面元法,构建了螺旋桨随轴系在水中振动时的附加质量与阻尼数值计算方法。目前求解附加质量的经典方法是基于运动物体引起流体动能变化来求解,但该方法不能求解附加阻尼。文中证明了所提出的方法与经典方法是完全等价的,同时利用该方法还可以求解附加阻尼。最后以球体、椭球体及螺旋桨为对象给出几个算例,并与解析解或其它文献计算结果比较,误差均在合理范围内,表明文中提出的方法的有效性。     

随轴系做复杂空间运动的船舶 螺旋桨水动性能计算

船舶航行时,附在转轴上的螺旋桨通常做复杂的空间运动。这是因为一方面螺旋桨和转轴不可避免地存在偏心,使得在不平衡激励下转轴在绕自身中心线旋转的同时又发生空间涡动(又称为进动);另一方面,螺旋桨通常工作在不均匀的流场中(即使来流均匀,轴系涡动亦会导致流场的不均匀),桨叶表面的脉动力也会导致转轴的空间振动。对具有复杂三维运动的螺旋桨的水动性能预报是一个难点。本文建立了螺旋桨在流场中随轴系做复杂空间运动时的水动力预报数学模型,并利用不定常面元法求解了这一问题。该方法按时间步顺序求解,考虑了不均匀流场、轴系振动、尾涡的非线性运动及卷曲等因素。利用本文提出的方法并结合结构动力学模型,可以方便地研究流体-螺旋桨-轴系双向流固耦合等问题。同时该方法也可以用来预报船舶转弯、船舶升沉及纵摇振荡、螺旋桨启停及加速等复杂工况下的螺旋桨水动性能。文中通过一个算例验证了算法的有效性。最后,预报了轴系纵向振动幅值为1 mm,振动频率为3 Hz并伴有微量回旋振动时所引起的4381螺旋桨的脉动力。研究表明推力脉动分量大约为其静态分量的4.5/1 000,扭矩脉动分量大约为其静态分量的4/1 000。     

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延误是交叉口交通设计和信号优化的重要评价指标。针对传统延误计算仅考虑单个交叉口的不足,本文构建了综合考虑上下游交叉口交通运行参数的延误计算模型。模型以交通波理论为基础,综合考虑了上下游交叉口的相位相序、绿灯时长、流向流量、路段长度及相位差等因素,通过计算下游交叉口队尾时空点在各相位的演变构建队尾时空多边形,计算队尾时空多边形的面积即可得到下游交叉口计算车道组的停车延误,将其加上加减速延误最终得到交叉口信号控制延误。示例分析表明,该模型与VISSIM和SYNCHRO等软件相比,延误计算精度较高。     

基于RKGM-AR模型的船舶主机排气温度预测

为了对船舶主动力装置系统中非平稳变化的热力性能参数进行趋势预测,以实现对主动力装置故障状态预报,提出了一种新型RKGM-AR时间序列预测模型。该模型首次将四阶龙格-库塔法改进的灰预测模型与时间序列预测模型相结合,将热力参数分解成具有确定性的趋势项和具有不确定性的随机项,然后分别运用RKGM模型和AR模型对趋势项和随机项进行预测。通过某船舶主机排气温度预测实际应用案例对提出的模型进行了验证。实验结果表明,RKGM-AR模型预测结果的平均相对误差为0.276%,模型比较可靠、准确。     

沉船存油舱水下钻孔与抽油作业方法研究

研究沉船存油舱钻孔与抽油作业的工艺流程和作业方法,分析了现有作业设备和作业模式对潜水员的依赖性及其局限性,提出了一种适合ROV操作的"锚固-钻孔-抽油-封堵"一体化设备及其作业模式,并对两种作业模式进行分析比较。ROV辅助钻孔抽油一体化机的作业模式弥补了ROV作业精度的不足,能够对大深度环境下的沉船燃油、货油及化学品舱进行钻孔抽油作业,同时还可用于双层船体钻孔抽油作业,填补了国内空白,促进了我国海洋救助打捞装备技术水平的发展。     

基于CFD的导管调距桨尺度效应研究

常规螺旋桨在进行水动力实验时,需要满足临界雷诺数的要求,这样,实桨的尺度效应就可以忽略。但是,对于非常规螺旋桨,如导管螺旋桨,尺度效应能否忽略值得研究,因为机翼型导管和螺旋桨水动力性能各自随几何尺寸变化的规律不一致。基于CFD计算方法,对某导管调距桨的尺度效应进行数值研究。在获得可靠的数值模拟方法后,数值模拟了两个螺距比和两个进速下不同尺寸导管螺旋浆的流场。比尺包括1、1.7、3.4、4.25、8.5和17共6个几何尺寸。计算结果表明,导管螺旋桨敞水性能的尺度效应比预期的要明显。随着尺寸增大即雷诺数增大,导管的推力先略有增加后基本不变,螺旋桨的扭矩和推力略有下降,但效率有所增加;小螺距比工况下的尺度效应要比大螺距比的大。     

武广高铁弱风化泥质板岩工程特性试验研究

通过试验,分析了武广高铁泥质板岩的矿物成分,提出了泥质板岩的施工工艺、质量控制标准和检测手段。研究与结果表明:泥质板岩不具有膨胀特性,机械碾压的碎石料不如机械破碎的合理,机械破碎的碎石料具有更好的耐循环压实特性。     

基于损伤理论的全长式锚杆荷载传递机理研究

根据损伤理论的基本原理,定义岩土体剪切损伤变量及其相应的损伤演化方程;依据岩土体在剪切应力作用下的损伤特性和锚杆在岩土体中的荷载传递机理,建立锚杆在岩土体损伤时的荷载传递微分方程并推导出锚杆轴力、剪切位移和侧摩阻力沿着锚杆长度分布的解析解,该理论解答综合考虑锚杆长度、锚杆直径和岩土体的损伤特性、剪切模量及压缩模量等因素的影响。然后利用数值分析的手段对锚杆的轴力和侧摩阻力与损伤变量、锚杆长度及锚固体直径之间的关系进行分析。最后利用一组有效的试验值与上述模型进行对比分析,显示该模型的合理性。