三种减少直流断路器的船舶中压直流电网拓扑结构及性能比较

为保护整流变换器及减少短路时电网中电容放电的影响,船舶中压直流电网中存在大量断路器,造成结构复杂成本高,为此本文提出三种结构的变换器,即基于级联H桥与多端DC/DC的结构(TMPDC),基于MMC整流与逆变的多级调压结构(MVR)和基于不控整流与模块化多电平变换器(MMC)驱动负载结合的结构(UR-MMC)。本文对三种结构的组成与特点进行了分析,并在电压谐波,功耗,体积,故障特性等方面进行了比较,最后通过仿真进一步阐述了不同结构在运行波形上的差异。通过各结构的特性分析,为中压直流电网在船舶上的应用提供了参考。     

机械液压联锁同步升降装置解析计算及有限元分析

针对船闸人字门检修时传统的顶落门施工工艺复杂情况,设计了机械液压连锁同步升降装置,分析了装置的结构原理及受力工况。采用解析计算和有限元分析相结合的方法对装置中主要受力件螺纹活塞杆和安全齿形螺母进行理论强度校核,并基于Ansys软件分析装置在载荷物以重力下坠极限工况下的情况。结果表明：装置的理论强度满足要求,有限元分析的局部区域存在最大等效应力接近材料屈服极限情况。结合分析结果和装置的结构特点提出了改造建议,进一步优化了装置的设计。     

一种内河船舶吃水检测系统设计

船舶在通过船闸和升船机等通航设施时因超吃水会导致安全事故,目前常见的船舶吃水检测方法均存在弊端,无法满足检测需求。结合超声波衍射原理,设计一种基于侧扫单波束阵列的吃水检测系统,详细介绍该系统的组成及功能,并在葛洲坝船闸进行安装和测试。结果表明,该系统具有水质适应性强、易于安装、维护方便等优点,能够有效检测船舶动态吃水,测量值与实际核实吃水值的标准差小于0. 086 m,对过闸船舶具有一定的预警作用。     

葛洲坝船闸船舶同步出闸运行组织

针对日益增长的船舶过坝需求与船闸通过能力不足的问题,对葛洲坝船闸船舶出闸方式进行优化研究,提出"全同步出闸"和"半同步出闸"的船舶出闸方式。分析葛洲坝船闸船舶出闸现状、通航建筑设施布局和航道条件,得出船舶在葛洲坝船闸开展"同步出闸"的基本运行组织方案。建立"全同步出闸""半同步出闸"和"逐一出闸"3种船舶出闸方式的数学模型,计算得出结论:选取合适的方案开展同步出闸可以缩短葛洲坝船闸船舶的出闸时间。结论为后期葛洲坝船闸开展同步出闸实船试航提供理论支持。     

山区弯曲河道鱼类产卵栖息地适宜度的分布特征

研究鱼类产卵栖息地适宜度的分布特征对河道生态保护具有重要意义。以长江上游中盘子弯曲河道为例,基于平面二维水流数值模拟资料,开展山区弯曲河道四大家鱼产卵栖息地适宜度的分布特征研究。结果表明:1)鱼类产卵栖息的最适宜区域将随流量而变,小流量时多居深槽,流量增大后多居边滩。2)微生境适宜性面积S_A随流量Q呈"先增大后减小"的变化特征,S_A峰值出现在多年平均流量附近。3)河道两岸流速适宜度S_V相对较大,中部深泓水深适宜度S_D和栖息地适宜指数S_H相对较大;凹岸及凸岸的S_D、S_H之间均具有一定的相关性,S_H随S_D呈线性递增变化趋势。4)多年平均流量下,弯道沿程各断面的S_D沿河宽分布呈"两端小、中间大"的特征,S_V、S_H沿河宽分布总体重合,数值差异主要体现在两岸附近; S_H0. 8的区域主要集中在河道两岸和凹岸边滩,该区域较适于鱼类产卵栖息。研究成果可为山区河道鱼类资源保护和生态航道工程建设提供科学参考。     

砂桩排水板复合排水机理研究

目前复合排水地基固结度及强度无法从理论角度进行计算和预测,给工程设计及施工带来较大不便.针对这一问题,对砂桩排水板复合排水边界条件进行合理简化,推导出复合排水理论模型;并借助有限元软件PLAXIS 3D进行分析,将PLAXIS 3D计算结果与理论结果进行对比,并给出排水体控制区域不规则修正系数a的建议值.结果表明,理论模型计算结果与数值模拟结果相吻合;在砂桩间距大于3 m时,a值建议取1. 20～1. 35,当砂桩间距小于3 m时,a值建议取1. 35～1. 50.     

悬链式单浮箱防波堤水动力特性试验研究

为研究悬链式单浮箱防波堤水动力特性的影响因素,采用二维物理模型试验方法,讨论规则波下相对吃水S/d、相对宽度B/L、锚链刚度k、锚链系泊倾角α等因素改变时浮堤模型的透射系数K_t和锚链上最大拉力F的变化规律。试验分析采用平均波高计算透射系数K_t,以前1/10最大拉力平均值作为最大拉力F。结果表明:相对宽度B/L0. 3时,相对宽度B/L是影响浮箱模型消浪性能的主要因素;相对吃水S/d0. 14时,相对吃水S/d是影响锚链上最大拉力F的主要因素。所得结果可以为悬链式单浮箱防波堤的设计和进一步研究提供参考。     

涌浪条件下斜坡式防波堤堤脚块石稳定性

海外港口工程大部分位于以涌浪为主的海域,防波堤在涌浪作用下的稳定性尚未得到全面认识。对于斜坡堤,除了护面对其稳定性至关重要外,堤脚对其稳定性也很重要。以某一具体港口防波堤工程为例,通过波浪断面和局部整体物理模型试验,对涌浪作用下斜坡堤堤脚块石的稳定性进行了研究。根据试验结果,对比正向和斜向波浪作用下斜坡堤堤脚块石的稳定性结果,重点分析了斜向波浪作用下斜坡堤堤头圆弧段堤脚块石发生破坏的原因及其随入射波浪周期和水位的变化关系,并对原方案堤脚进行了优化。     

装配式码头灌浆连接节点压弯性能试验研究

对3组装配式码头灌浆连接节点试件进行压弯试验,研究不同灌浆长度和灌浆厚度下灌浆节点的压弯承载力、延性和破坏模式。结果表明,灌浆节点试件具有较好的延性和较高的承载力,灌浆节点受压弯荷载的破坏模式为钢管的压屈破坏;压弯构件的极限承载力随着灌浆长度的增大而增大;灌浆厚度的变化对构件的承载力影响不大,但灌浆厚度增大可以提高灌浆体底部的抗裂能力,建议实际应用时适当增大灌浆厚度。     

掺氢天然气HCCI发动机燃烧特性数值模拟研究

为了研究不同运转参数对掺氢天然气均质压燃（HCCI）发动机的燃烧特性影响,基于Chemkin模拟软件,结合GRI-Mech3.0化学反应动力学机理,建立了HCCI 发动机的数值模型。数值模拟了掺氢天然气HCCI发动机在掺氢体积比为5%时不同运转参数下的燃烧特性,主要包括对发动机燃烧过程中缸内压力、温度、燃烧放热率和NO_x排放的影响。结果表明,在掺氢天然气HCCI发动机燃烧过程中,转速变化对缸内温度、压力和燃烧放热率的影响不大,但NO_x排放随转速增大而减小;缸内温度、压力、燃烧放热率及NO_x排放随过量空气系数增大而降低;缸内压力、燃烧放热率及NO_x排放随进气压力增大而提高,进气压力对缸内温度影响较小;缸内温度、压力、燃烧放热率及NO_x排放随进气温度增大而提高。为实际改善掺氢天然气HCCI发动机的燃烧动力性、经济性和减少排放提供了理论依据。