恶劣海况下船舶电力推进系统抗过旋控制研究

电力推进的船舶在恶劣海况下航行时存在较大扰动,螺旋桨不断进出水面,使船舶推进电机的转速和转矩过大从而造成机械损耗。为此,本文提出一种针对恶劣海况的船舶电力推进系统抗过旋控制策略,不同于平静海况的转速控制策略,考虑船桨通风状态以及损失的估算,对损失因子和估算转矩进行分析,验证抗过旋控制的可靠性。     

基于路段赋值的多目标最短路算法研究

考虑起讫点间每条路线的路段数和距离对路线选择的影响,提出了路段赋值的计算方法。在线性加权法的基础上,利用路段赋值构造新的评价函数,并证明了该方法得到的最优解是多目标最短路问题的非劣解。结合K-最短路算法,给出了路段赋值法求解多目标最短路的计算步骤。以江西省萍乡市运输网络为例,对常规线性加权法、几何加权法与路段赋值法进行了比较。结果表明:路段赋值法能够得到局部最优解,而且当权重变化时,能够准确估计各目标的重要性。     

温拌再生沥青混合料路用性能关键因素影响分析

为了弄清各因素对温拌再生沥青混合料(WRAM)的路用性能影响,选择3种回收沥青路面材料(RAP)掺量(20％,30％和40％)和2种类型(DAT和S-Ⅰ)温拌剂,并就WRAM再生剂使用与否进行路用性能试验研究,采用方差分析关键因素(RAP掺量、温拌剂类型和再生剂使用与否)对路用性能的显著影响.试验结果表明,无论是否使用再生剂,随着RAP掺量增加,WRAM的动稳定度DS增大,最大弯拉应变εm及冻融劈裂抗拉强度比TSR均减小.使用再生剂WRAM的εm和TSR均满足规范要求;未使用再生剂时,仅RAP掺量为20％的WRAM的εm满足规范要求,TSR不满足规范要求.相同的温拌剂及RAP掺量时,与未使用再生剂相比,使用再生剂的DS减小、εm和TSR均增大.相同RAP掺量时,无论是否使用再生剂,与添加S-Ⅰ温拌剂WRAM的DS,εm和TSR相比,添加DAT温拌剂的均增大.方差分析结果表明,温拌剂类型和RAP掺量对DS有显著影响,RAP掺量和再生剂使用与否对εm有显著影响,再生剂使用与否对TSR有显著影响.据此分析得出,针对不同路用性能指标,进行WRAM的配合比设计时需要考虑各因素的显著影响.     

基于机动车延误的Hook-turn交叉口信号控制方案优化方法

为了给Hook-turn交叉口信号配时方案设置提供理论依据,建立了交叉口直行专用车道的机动车延误计算方法;之后考虑交叉口内部待行区左转机动车发生排队上溯、未发生排队上溯2种情况,建立了直行/左转/右转共用车道的机动车期望延误模型;研究了待行区左转机动车对同相位交通流运行的影响,提出了有效利用绿灯时间的校正方法。以交叉口机动车平均延误最小为目标,以周期时长、相位绿灯时间为自变量,建立信号配时方案优化方法。采用实际交叉口数据对所建立方法进行检验,并根据Hook-turn方法设计了2种改进渠化方案;在VISSIM中采集2种改进方案、现状方案的机动车延误指标,并进行对比分析。结果表明:在优化信号配时方案下,Hook-turn方法可以减少直行机动车以及交叉口整体机动车平均延误;当左转车流量较小时,Hook-turn方法的效益显著。     

重载汽车-路面-路基垂向耦合动力学模型

为了研究路面不平度激励下移动重载汽车、路面结构和路基的动力相互作用,将重载汽车简化为由弹簧和阻尼器并联的匀速移动多自由度刚体模型,面层简化为离散基层块体支撑的带内部阻尼连续薄板模型,基层简化为支撑于粘弹性路基上的离散块体模型,并采用Wilson-θ法对建立的重载汽车-路面-路基垂向耦合动力学模型求解,同时验证模型的可靠性.研究结果表明:移动重载汽车产生的动力效应显著,五轴汽车产生的轮胎接地力和路面动位移最大,随着后轴轴重的增加,轮胎接地力和路面位移呈线性增加;随着行车速度增加,轮胎接地力峰值和路面动位移峰值增加,但路面动位移均值变化较小;路面不平度等级由A级降为D级时,轮胎接地力放大倍数增大了1倍多,且路面动位移峰值增幅达72％;路基刚度对轮胎接地力影响较小,但路面位移的影响则较为显著.     

典型船体结构拐角区域的应力分布比较研究

加强结构以保证船体的结构强度为主,合理选择结构形式对于船舶安全航行至关重要。为此,采取奇异强度理论与ANSYS数值模拟方法比较分析了4种典型二维结构拐角处的应力分布及其奇异性,进而针对6种船用典型三维结构,分别在拉伸载荷、弯矩载荷及共同作用的工况下,分析并比较了结构拐角处不同方向的应力分布,并明确了有限元分析方法,希望为实际工程应用提供参考。     

基于Lighthill声类比理论的螺旋桨噪声性能研究

论文基于Lighthill声类比理论和傅立叶变换结合声学软件Actran开展螺旋桨噪声性能的分析研究。以E779A螺旋桨模型为对象,进行了螺旋桨噪声性能的数值模拟,分析了不同位置处声压谱和声功率谱的特性、噪声随距离变化的衰减特性、不同进速系数下的声压级云图等;最后,分析了非均匀进流、螺旋桨空化、进速系数等对螺旋桨噪声的影响。本文主要的研究工作是对螺旋桨噪声性能的预报研究,对今后船舶工程螺旋桨的设计研究有着重要的指导意义。     

基于舰船发动机转子热应力的快速启动优化

热应力是制约舰船发动机转子快速启动的重要因素。为研究快速启动过程对发动机转子热应力的影响规律,文章针对舰船发动机转子的最大热应力采用了遗传算法对发动机快速启动过程进行优化。以发动机转子快速启动过程中的热应力为目标函数,将快速启动过程非单调性参数化,基于遗传算法和结构力学分析,搜索最优解。研究表明,优化后的快速启动过程可使发动机转子的最大热应力值降低11%,该优化方法对快速启动过程中发动机转子的热应力控制具有指导作用。     

基于初步设计方案的高速公路环境成本研究

为研究高速公路建设、运营中的环境成本,提出了基于初步设计方案的高速公路环境成本计算体系,定量、直观地展示高速公路建设、运营中的各种环境成本。先将建设、运营过程中的环境成本细化为6方面21大类32小类,并针对其组成特点,重点研究了生态保护及恢复成本、环境污染治理成本两项;统一各小类环境成本量纲后,运用恢复和防护费用法、避免成本法,依次计算了同一大类下各小类成本、同一方面下各大类成本及所有方面的总成本,得到了不同层次环境成本。以广东潮惠(潮州—惠州)高速公路初步设计方案环境成本计算为例进行了实例分析,证明了计算方法的实用性。     

船舶超载吃水监测系统设计与实现

长江干线航道近些年来"超载""超吃水"现象较为严重,形势不容乐观。而目前治理"超载""超吃水"行为的手段单一,尽管相关部门投入了巨大的人力、物力、财力,效果也并不理想。针对上述问题,采用基于激光雷达的干舷高度测量方法快速检测船舶的吃水深度,并在岳阳海事局辖区水域实现了示范应用。结果表明,在测量精度、系统反应时间、系统适应性、实时性方面效果明显。