导管螺旋桨水动力学性能的影响因素

为了获取导管螺旋桨水动力性能的主要影响因素,指导导管螺旋桨的优化设计,采用计算流体力学CFD对Ka4-7010+19A导管螺旋桨进行水动力性能研究,分析不同导管长度、导管攻角、螺旋桨纵倾角及多导管组对其水动力特性的影响。结果表明：减少导管长度将使推力系数及扭矩系数同时增大,而敞水效率下降;适当增加导管长度可以略微提高其敞水性能;减小导管攻角在一定进速范围内使推力系数和扭矩系数同时大幅度增加,增加导管攻角将导致推力系数和扭矩系数同时下降;当螺旋桨纵倾角保持在10°以内时,不会对敞水性能产生太大影响。对于多导管螺旋桨而言,前置、后置及不同附属导管直径大小都对敞水性能有很大影响,其中后置大导管组螺旋桨能明显降低螺旋桨扭矩系数,并且能在低进速范围内提升敞水效率。研究成果可支撑导管螺旋桨的优化设计。     

考虑冰、浪等复杂载荷工况的半潜式平台应力与运动响应特征

半潜平台在极地深水海域应用广泛,经常面对冰、浪等复杂载荷。本文从应力时程和运动时程两方面分析了半潜平台在波浪载荷,海冰载荷以及冰-浪联合载荷作用下的响应特征。结果表明,虽然海冰载荷的存在具有一定程度的抑波作用,平台的震荡得到缓解,但是冰-浪联合载荷会导致平台关键节点部位所受应力幅值大幅增加,并超过海冰和波浪单独作用产生的应力之和,对半潜平台的结构安全造成较大威胁。因此在研究、设计极地海域半潜平台时应同时考虑冰、浪对平台的影响。     

基于ADRC的调距桨伺服控制系统设计

船舶调距桨推进系统具有典型的非线性和不确定性,以及柴油机、推进轴系和螺旋桨三者的强耦合性,并受到其执行能力的约束以及风、浪、流等的干扰,使得调距桨伺服控制系统的设计非常困难。本文建立了基于自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)的调距桨伺服控制系统数学模型,对自抗扰控制器的原理及参数整定进行了分析,采用Matlab/Simulink完成仿真程序的设计和研究,ADRC螺距控制与传统的PID螺距控制相比,具有良好的鲁棒性和稳定性,尤其在抗扰性能方面具有良好的控制效果。     

一种新型尾滑道式船载小艇收放系统可行性研究

作为一种新型的尾滑道式船载小艇收放系统,在回收小艇时,小艇需要以一定的航速冲上尾滑道。回收能否成功除了受制于驾驶员操作水平等主观因素,还与滑道的涉水深度、小艇与母船尾滑道的运动响应等客观条件有关。本文利用切片理论计算了小艇与母船尾滑道的运动响应,并对3级及4级海况下回收小艇的可行性进行了分析。     

不同冷却方式对大尺寸钢板感应加热成形的影响

为有效解决船用中厚钢板复杂曲面加工问题,本文探究了空气冷却、正面水冷和反面水冷方式对大尺寸钢板弯曲成型的影响因素。首先采用COMSOL Multiphysics仿真平台模拟了电磁感应加热和冷却变形多物理场同步耦合过程,然后分析了各种因素对大尺寸钢板弯曲成型影响,最后通过实验验证了有限元模型的可靠性,并对感应加热弯曲成型效果进行评估。研究结果表明:(1)相对于水冷,空冷对钢板Y向位移改变效果显著。(2)相对于空冷,水冷对钢板角位移的改变影响明显。(3)当频率为50kHz时,电流频率对表面温度和角位移影响显著。(4)当钢板长宽比≥1:2时,Y向位移的增加比较显著;当长宽比≈1:1时,角位移的改变比较明显。     

GPS天线线型对AUV阻力和尾流场的影响

靠近艉部的GPS天线线型对AUV的阻力以及桨盘面处的伴流品质有直接影响。高品质的伴流场能有效地降低噪声并提高水动力性能。为了获得最优的GPS天线线型,以某自主式水下机器人(AUV)为母型,采用ICEM-CFD、Fluent等CFD软件,结合RANS方法和SSTκ-ω模型对搭载不同线型GPS天线的AUV进行数值计算。研究结果表明GPS天线设计前倾角可以有效降低天线的阻力,从而降低AUV受到的整体阻力。具有一定前倾角和尾端曲线的GPS天线有利于改善AUV尾部伴流特性,减小桨盘面伴流速度的不均匀度。     

改进的锤击法测量原点阻抗

机械阻抗是机械系统特性的集中参数表示, 是解决机械系统耦合问题的一个重要工具。现有的机械阻抗方法有激振器激振传感器,冲击锤敲击实验结构等方法,但都有各自的局限性。本文提出了改进的锤击法测量原点阻抗。通过实验对比,对其可行性进行了研究,证明了此种方法可以快速并较为准确的获得结构的原点阻抗,具有工程实用性。     

叉桩和平联撑在高桩码头中抵抗水平力作用分析

当高桩码头承受较大水平力荷载作用时,码头因位移大而存在安全隐患。为此,研究叉桩和平联撑在高桩码头中抵抗水平力作用大小。运用易工水运工程结构CAD集成软件建立高桩排架空间结构模型,计算分析叉桩排架结构在水平力作用下,码头横梁、桩基的内力和位移大小随叉桩的斜度和转角改变的规律,同时对比叉桩和平联撑在高桩码头中抵抗水平力大小。结果表明:叉桩排架结构抵抗水平力产生的位移作用远大于设置平联撑的排架结构。     

基于文献检索的中国海堤监测研究进展

针对全球气候变化、海平面上升及大型围垦项目白热化推进背景下的海堤安全问题,开展中国海堤监测现状研究。采用大数据分析方法,依托中国期刊全文数据库CNKI,从海堤检测与监测理论、海堤状态安全检测、海堤安全长期监测以及经典海堤监测案例这4个全新的角度,分析我国海堤监测的现状。结论表明:现有海堤监测大多集中在施工期监测方面,对老海堤安全隐患的研究还不够全面和深入;指出海堤监测理论中渗压和沉降理论2个分支均未提及海浪本身对海堤的影响,建议将波浪资料纳入海堤渗压及沉降等影响因子中;建议提出一套规范化的海堤隐患检测综合方法,将海堤自身变形监测资料与海洋水文监测资料同步集成、综合分析进而实时预测海堤安全。     

嵌岩桩竖向承载力预测方法

现行规范计算方法不同、参数取值不一,导致各类设计方案差异较大。基于收集的193组嵌岩桩静载试验数据,对各类极限侧阻力、端阻力预测方法的适用性进行研究,分别建立了不同岩石类型极限侧阻力、端阻力与岩体无侧限抗压强度的关系。在此基础上,给出了嵌岩桩竖向承载力的建议计算方法。结合试验实测资料验证了推荐方法的可行性,并与现行规范方法进行比较。结果表明,对于硬质岩层嵌岩桩竖向承载力的确定,现行规范方法计算结果偏大,用于工程设计时偏于危险,建议采用推荐的计算方法。