电力推进船舶控制系统的设计与校正研究

在多约束条件下的控制系统中,相位超前校正不失为一种有效的系统修正措施[1]。文章根据相位超前校正原理,在某典型电力推进游船异步电动机带螺旋桨推进控制系统中设计串联有源超前校正装置来满足系统性能要求,并针对具体实例进行仿真验证。     

装配式桩基码头设计建造应用现状与展望

针对水运工程高桩梁板式桩基码头设计建造过程中存在的构件标准化及装配化程度差、施工效率低等问题,分析装配式桩基码头设计建造应用现状,总结装配式桩基码头结构体系的基本特点、模式及连接方式,提出装配化程度指标构件装配率和体积装配率概念,并根据实际工程案例得出传统高桩码头的装配率指标。     

饶河鄱阳湖湖区航道整治疏浚方案

在对饶河湖区航道情况及碍航浅滩特性分析的基础上,建立研究河段的一维水流数学模型,利用实测资料进行模型验证。运用数学模型计算设计流量条件下的湖区航道各浅滩段航槽疏浚深度的关键参数及工程前后的水面线变化,分析工程后的水动力条件变化及航槽断面流速变化。结果表明,工程后研究河段水位下降,河段水力比降减小,湖区浅滩段航槽断面平均流速减小,双港下游河道段流速增加。采用规范公式计算航槽疏浚后湖区各浅滩段航槽的年回淤厚度,研究结果可供设计单位参考。     

CFRP加固损伤钢板的拉伸及疲劳性能研究

文章基于Dugdale模型理论提出CFRP加固含裂纹钢板加固量的计算方法。通过虚拟裂纹闭合法建立模型来模拟塑性钢板的破坏过程,并完成相关试验,验证了CFRP加固含裂纹钢板有效粘贴长度、有效粘贴宽度取值的有效性。同时利用Paris公式预估疲劳寿命,并结合相关试验数据,探究了CFRP加固对含裂纹钢板疲劳寿命的提高作用。研究表明,有效粘贴长度、有效粘贴宽度的理论取值有效;通过CFRP双侧加固竖裂纹、斜裂纹钢板构件可分别使其疲劳寿命得到显著提高。     

船用离心泵状态监测

实现机舱设备实时状态监测及评估是智能船舶以及无人机舱发展过程中的重要部分,也是事后维修、定期维修向视情维修转变过程的关键技术.本文利用最小二乘多项式拟合法对实验数据进行拟合,得到离心泵Q-H特性曲线拟合多项式.在某一进出口压差下,比较拟合流量和监测流量之间的差值来表征离心泵实时性能状态,并通过设置不同程度的泄露故障验证该方法的有效性.相比于用CFD软件建模仿真以及监测振动等方法,该方法可行性强、简单实用、成本较低,具有重要的实际工程应用价值.     

有源稳压滤波装置在铁路供电系统电能质量问题中的应用

铁路供电系统中往往存在大量的谐波、电压波动和闪变、电压骤降、短时中断、三相不平衡等等严重的电能质量问题,导致用电设备不能够正常工作,这种情况在牵引变电站尤其严重。牵引变电站为了向二次设备提供稳定的低压工作电源,通常使用常规电磁式稳压装置来稳定电压,但是该方法不能消除谐波、对电压波动的响应速度慢,工作范围窄,不能够有效地保护用电设备。采用基于电力电子的有源稳压滤波装置从原理上可克服常规电磁式稳压电源的缺点,有效地解决电能质量问题对用电设备的影响。     

基于完全耦合算法的绕水翼流固耦合特性研究

基于完全耦合算法对绕二维NACA0009水翼流固耦合特性进行了数值模拟研究。采用Theodorsen模型和Munch模型对刚性和弹性水翼的水弹性响应进行了数值计算,分析了流体与结构的相互作用关系,研究了影响结构水弹性响应和流固耦合特性的因素。研究结果表明:考虑了流体黏性的Munch模型与基于势流理论的Theodorsen模型对气动弹性响应的数值计算结果基本一致,而Theodorsen模型由于没有考虑流体黏性在一定程度上低估了结构的水弹性响应。结构的惯性、阻尼和刚度力矩与流体的相应附加载荷均处于同一数量级,故流体与结构的相互作用不可忽略,尤其对于弹性水翼,流体的惯性、附加阻尼作用增大,流固耦合算法的数值稳定性对流固耦合特性的计算结果影响将更大。外部激励频率为非共振频率时,结构的刚度作用是影响水弹性响应的主要因素,外部激励频率为共振频率时,流体的附加阻尼和附加刚度作用减弱,除结构的刚度作用外,流体与结构的惯性作用对水弹性响应和流固耦合特性的影响也较大。     

基于一个二维水弹塑性方法和极限强度评估的集装箱船结构优化研究

海上极端波过去常常导致船舶结构的极限破坏,而船舶的极限崩溃涉及到船体结构的动态极限强度和结构非线性.该文通过二维的水弹塑性方法研究了集装箱船在极端波中的非线性动态强度,该方法考虑了船体的极限强度以及船体结构的非线性和波浪之间的耦合.并通过该二维水弹塑性方法和极限评估方法研究了船体结构的结构优化.文中还通过二次规划法(SQP)来优化基于非线性的动态强度的集装箱船体结构.最少的结构成本是本优化的目标函数,约束条件保证船体的强度要小于结构的极限强度,并且结构设计尺寸要满足规范的要求.随着设计波高的变化,这些优化的设计变量的变化趋势得以发现,一些研究的结论可用于船舶规范的参考.     

中低雷诺数流动直接数值模拟的算法比较

文章采用不同的算法对中低雷诺数方腔驱动流动进行了直接数值模拟,所用算法分别是人工压缩方法、SIMPLE算法以及PISO算法.三种算法均采用有限体积法基于交错网格技术离散N-S方程,时间项采用全隐格式离散,对流项采用QUICK格式离散,并将它们得到结果与Ghia发表的基准解进行了比对.文中分析了在同样的收敛条件下,不同算法之间的稳定性,收敛速率以及准确性的差异,发现PISO算法在较低雷诺数Re=400和Re=1000情况下最准确,而人工压缩算法在雷诺数为5000时最准确,在所有计算的不同Re数条件下,发现人工压缩法达到收敛所需时间都是最少的,这可以使它成为中低雷诺数下研究直接数值模拟最好的算法之一.     

弹性垫形式的水下弹性体发射动力学分析

弹性垫会对水下运载器发射动力学产生影响,文章针对弹性垫形式,利用Lagrange方程推导了新型适配关系下的发射动力学方程,同时考虑了运载器的刚体运动、弹性变形、弹性垫变形与接触对发射过程的影响。利用文中的方法,建立了水下运载器发射动力学模型,对发射过程的载荷进行了求解,研究了弹性垫数量、刚度、位置等参数对运载器弹性振动的影响。结果表明文中方法是有效的,可用于水下运载器发射动力学分析。