绞吸挖泥船横移过程二次型最优控制

在疏浚作业过程中,挖泥船主要的作业参数是由操作人员根据自己的经验、试挖情况以及挖泥船实际作业效果灵活确定的,而疏浚操作人员的经验和理论水平也相差较大,所以手动作业的实际产量要远远低于预计产量,效率低下,作业成本偏高,作业质量较差。为了克服该缺点,本文提出了一种基于疏浚系统状态空间模型的线性二次型最优控制策略,并设计了最优控制跟踪器应用于绞吸挖泥船横移过程的控制中,该跟踪器是智能控制替代人工操作的一种有效方法。文中对应用二次型最优控制策略的效果进行了MATLAB仿真分析,仿真结果表明：采用了二次型最优控制策略后,系统稳定、响应快、滞后小,对期望输出的跟踪性好,可以应用于挖泥船疏浚作业过程中。     

柴油发电机组冲击计算分析

抗冲击要求是现代船用柴油发电机组的重要考核指标之一,目前国内仍以仿真分析作为柴油发电机组抗冲击研究的主要手段。本文运用ANSYS软件,针对20缸V型柴油机与某发电机构成的机组主要部件在刚性安装情况下进行垂向抗冲击计算。经计算可知：整个模型中发电机定子安全系数最低,经分析是由于其仅有定子没有转子,导致质量较小,所受冲击较大,在此可不考虑其安全系数大小;对发电机组其余部分来说在该冲击输入下满足使用要求,应力最大位置发生在连杆上,且连杆的安全系数较低。     

基于滑轮试验台的钢丝绳弯曲疲劳试验研究

钢丝绳的使用寿命是钢丝绳行业内重点关注和研究的核心问题。而在钢丝绳-滑轮系统中,钢丝绳失效的主要型式是弯曲疲劳损伤。本文针对钢丝绳的简单弯曲、角度弯曲和反向弯曲等三种典型弯曲类型特点,专门设计了五滑轮弯曲疲劳试验台。通过调整钢丝绳工作行程和试验载荷,旨在研究钢丝绳在简单弯曲、角度弯曲和反向弯曲中的疲劳寿命。提出了反向弯曲相对简单弯曲的折算方法和折算系数,得出钢丝绳简单弯曲的总寿命次数与载荷的相关函数,为钢丝绳在特定条件下的使用寿命预测提供了试验数据支撑和计算方法。     

一种无变频器式舰船交流电力推进系统稳态特性分析

为提高舰船电力推进系统功率密度,降低振动噪声,提出了一种基于永磁同步电机的无变频器式舰船交流电力推进系统。该系统将永磁同步电机作为推进电机,原动机与电励磁发电机直连,发电机与推进电机通过电缆直连。通过原动机调速实现推进电机转速调节,通过发电机励磁调节实现推进电机电压调节。建立了该电力推进系统静态数学模型,推导了系统主要电气量与发电机励磁电流及推进电机负载转矩间的函数关系,分析了系统的静态稳定性条件,分析了不同转速工况下和电机参数匹配条件下各电气量随发电机励磁电流的变化规律。数字仿真结果验证了所建立的静态数学模型及理论分析结果的准确性。     

基于SEA的船舶螺旋桨横振传递路径分析及降噪研究

采用统计能量分析(Statistical Energy Analysis, SEA)对某船螺旋桨轴横振在到舱室中产生的噪声进行了仿真,在图论框架下将SEA系统等效为赋权有向图,求解中高频振动能量传到舱室的主要传递路径。使用偏离算法从赋权图中得到了500条传递权重最大的路径,从而确定螺旋桨振动传递到主机舱和集控室的主要路径。分析结果显示,螺旋桨横振激励主要通过二层甲板的与横舱壁的耦合传递到船首方向的舱室产生噪音,双层底和船壳对振动传递影响较小。在传递路径结构和耦合连接处采取的降噪措施可使集控室的噪声在各频段降低3 dB。     

LNG燃料船气罐连接处所内的泄漏试验及数值模拟研究

为明确现有液化天然气(LNG)燃料船气罐连接处所使用过程中需遵循的各项指标,对气罐连接处所内LNG泄漏进行了试验和数值模拟。试验以典型尺度等比不锈钢方盒为箱体,附带一个每小时换气30次的通风系统来模拟实际模型,LN2作为媒介,对气罐连接处所的安全性进行了测试,并基于挪威三维计算流体力学(CFD)软件FLACS对相关场景进行了仿真计算。试验发现在一般条件和恶劣条件泄漏时,现有的船用气罐连接处所内没有形成累积压力;当处所内低温液体液位达到0.3m时将气罐连接处所完全封闭,2分钟后处所内累积最大压力仅为0.0012MPa,不会对处所强度构成威胁,FLACS计算结果与试验结果完全吻合。采用FLACS软件对2分钟以后的场景进行了模拟分析,计算结果显示气罐连接处所在完全封堵下发生LNG泄漏的极限承载时间大约为4分钟。研究结果表明,现有的船用气罐连接处所设计时可忽略累积压力的影响,但考虑到极限条件存在,需对该处所进行评估,制定极限条件下的应急预案。     

导管螺旋桨的推力、进速与诱导速度沿盘面的分布特征

运用计算流体力学方法对在不同工况中导管螺旋螺旋桨的推力、转矩以及螺旋桨周围的流场特性进行观察,对导管螺旋桨盘面处的进速、诱导速度的沿盘面的分布以及螺旋桨所发出的推力与周围速度场之间的关系进行分析。计算结果表明,由于导管出口处激发出的下游尾涡作用,螺旋桨推力、转矩、盘面的进速以及诱导速度分量的时域过程表现出了一种多次峰谷值振荡变化的动力学特征;轴向进速是影响螺旋桨推力、转矩变化的主要因素。     

LNG燃料船采用趸船加注的定量风险评估

LNG燃料船在内河水域采用趸船加注是一种可行的方式。为有效评估趸船作业中的风险,选定一艘内河LNG加注趸船,对其为一艘1万载重吨运输船加注过程开展了定量风险评估。依据评估流程,依据危险源辨识结果筛选出高危场景,同时依据国际权威数据库对高危场景进行概率分析。采用三维计算流体力学软件FLACS模拟高危场景后果,确定安全距离,并计算各场景的个人风险值。依据国内公认的风险接受准则,画出作业区域个人风险等值曲线并确定作业安全距离,保障趸船LNG加注作业的安全。     

海洋平台桩基安装过程对土阻力的影响分析

提高桩基可打入性预测的精度一直是海洋工程界普遍关心的问题。影响桩基可打入性分析结果的因素有很多,很多学者对此进行了研究,但受到各种因素的限制,对于打桩过程的影响鲜有涉及。针对某海域现场两根试验桩的实测数据、室内试验数据和现场CPT结果,采用波动方程方法对在砂土中进行打桩时的打桩过程对打桩土阻力(SRD)的影响进行了研究。分析结果显示:在砂土中,即使桩径达到2.438m仍然可以形成闭合的土塞;相同土质条件下,打桩过程中不同的锤击能量导致了不同的锤击数,并进一步产生了SRD的差异,这说明打桩所导致的侧阻退化程度与打桩过程有关。CPT方法用于评价砂土中打桩的SRD的精度优于传统方法。在本次试验条件下,对于形成土塞的情况,ICP方法的计算结果偏小。