基于物理规律的气垫船气液介质仿真系统研究

针对全垫升气垫船气液介质复杂场景实时再现仿真需求,基于粒子系统原理和OSG渲染平台,考虑气垫船近场波浪高程模型、气垫船垫升系统压力及流量仿真模型以及气垫船气流场特点,提出了一种基于多模型的气垫船航行时气液介质特效仿真框架和实现方法。搭建了该技术的体系结构和实现流程,解决了不同开发环境下建立的异构模型仿真问题,并通过仿真模拟计算验证了该技术的可行性和正确性。仿真结果符合气垫船航行时的气液介质外形特征、作用范围以及气液介质产生的随机性和规律性特征,能快速逼真地实现气垫船航行时气液介质视景特效,对增强气垫船模拟训练效果具有重要的意义。     

智能新能源船舶的概念及关键技术

绿色和智能是当前船舶技术的发展趋势。文章首先提出了智能新能源船舶的概念,并介绍了智能新能源船舶的内涵、特点和系统构成;然后,从船舶航行、动力和推进3个方面分析了智能新能源船舶的关键技术;最后,对智能新能源船舶的未来发展进行展望。研究结果可为船舶的创新研究提供技术支持,引领船舶技术转型升级的发展方向。     

后置定子对喷水推进泵性能的影响规律研究

本文采用RNG k-ε模型对不同后置定子叶数的喷水推进泵性能进行数值模拟,首先采用4119桨进行数值验证,计算结果误差均在3%以内,可有效预报水动力学性能。基于现有模型喷水推进泵,分析其水动力学性能,对比不同叶数定子的喷水推进泵性能,分析其推力性能,发现随着定子叶数增加到11叶,推力增大了5.7%,随着叶数继续增加,推力降低,最终只提高了2.1%;对转子推力进行傅里叶分析,发现转子的频域特性并未发生变化;同时分析尾流场压力脉动和湍动能分布,增加定子叶数可改善尾部流场的压力脉动,降低脉动值,随着叶数继续增大,脉动值又增加,其变化趋势与湍动能分布相同。通过掌握定子对喷水推进泵尾流场的影响特性,奠定喷水推进泵设计基础。     

未知时变扰动和输入饱和下的智能船舶鲁棒非线性控制

复杂海况下环境多变并且船舶具有多耦合、强非线性的特点,针对智能船舶定位控制问题,考虑在未知时变扰动和输入饱和约束之下船舶的定位控制问题,结合非线性扰动观测器提出一种带辅助动态系统的鲁棒非线性控制算法。通过Lyapunov理论证明了所提出的非线性扰动观测器与控制器结合后闭环系统的稳定性和信号的一致最终有界性。利用非线性扰动观测器对环境中存在的海浪扰动进行有效的估计处理。最后,通过仿真验证了所提出的控制算法不仅能保证船舶期望的位置和艏向,而且提高了控制速度,具有较好的控制性能。     

四面六边透水框架自动同步抛投装置与工艺

针对四面六边透水框架抛投效率低、成本高、准确度低、存在安全隐患等问题,建立四面六边透水框架抛投漂移距离的数学模型,得出抛投高度、水深、水流速度、透水框架阻水面积等参数对漂移距离的影响规律。提出一种大框架、多转轴的空中自动同步脱钩抛投吊具,增加每次抛投透水框架的数量,并采用GPS引导抛投船舶精准定位,对抛投作业过程进行实时控制。结果表明,此种抛投装置可提高透水框架抛投的准确性,且提高施工效率。     

简述环保型多功能绞吸船结合土工管袋河道清淤

采用环保型多功能绞吸船结合土工管袋施工方法,通过施工实践过程中优化设计设备指标、施工作业流程,结果表明,所引进的环保绞吸船作业效率可达40 m^3/h,充灌经排水后淤泥含水率可达80%以下。该清淤工艺的成功应用,可为类似工程标准化施工提供借鉴依据。同时建议对绞吸船的船舶时利率进行统计计算,积累实践经验,为采用该工艺时的施工计划编排、成本测算等方面提供依据。     

适于TBM施工的HSP法实时预报技术设计与实现

为实现TBM施工隧道的实时地质预报,以TBM刀盘滚刀破岩震动作为震源的HSP法地质预报技术为基础,通过分析TBM施工工艺与机身结构特点,对HSP系统硬件和软件进行优化设计,使其小型化、自动化和智能化,并搭载于TBM上进行智能控制。在TBM掘进过程中,首先,通过隧道轮廓位置的检波器连续或高频次地采集地震反射波信号; 然后,经系统软件对数据的自动处理,实时获取掌子面前方地层反射特征参数图谱; 其次,通过智能识别技术完成对不良地质反射界面的有效拾取与判识; 最后,实现不良地质的探测。通过对适于TBM施工的HSP法实时预报技术进行优化设计,实时探查前方地层不良地质(体)位置、规模与性质,为TBM的高效施工起到一定的推助作用。     

气液混输管道清管模型应用研究

清管球在管道中运行时,受到流体的阻力形成液塞.模拟液塞在管道中流动的模型主要有McDonald-Baker模型和Minami模型两大类,用于模拟管道内稳态和瞬态流动的流体.针对管道中气液两相流体,采用上述两类模型进行模拟计算,并与实验结果相比较,得出结论:对于精度要求较高的情况下,模拟两相流管道中的流体采用某一种清管模型不能满足精度要求,应根据管道中气液混合的速度和清管球的运行速度来确定,不同阶段,采用相对应的清管模型来计算管道清洗的时间和速度.     

超深基坑施工中实施抽降深层承压水的措施

介绍了上海轨道交通10号线龙柏新村站—龙溪路站区间隧道中间井抽降第三砂层(⑨层)承压水的试验过程,分析了试验结果,并进行了数值模拟。施工实践表明:少量、短时间、控制性抽降⑨层承压水,对周边环境影响较小。     

隧道混凝土防水性能研究

从多孔介质渗流力学角度出发,研究了水在混凝土中的渗流规律,通过试验测定了混凝土的渗透系数和启动压力梯度,并结合非Darcy渗流理论分析了水在混凝土内渗透深度和时间的关系.结果表明,混凝土的渗透系数极低;水在渗透过程中存在一个平衡深度;隧道混凝土可以达到较高的抗渗等级,而抗渗等级法不适合评价高强混凝土.通过研究,提出抗收缩能力才应是防水混凝土的关键问题所在,并希望在今后的防水混凝土配合比设计中得到足够重视.