新型竖直轴海洋能发电设备叶片的优化与仿真

为深入了解新型竖直轴海洋能发电设备的性能,对其叶片结构的流场特性和设备在流场中的动力收集特性进行仿真研究.建立不同结构叶片和不同数量叶片的二维模型,通过仿真计算,得到不同结构叶片的流场状态,以及叶片数分别为3、4和6时设备的合力和转矩大小.研究结果表明:在矩形叶片上开长方形孔能明显改善叶片后方的涡流,提高叶片的性能;当入口速度不变时,设备所受合力和转矩会随叶片数量的增加而增大;当叶片数量不变时,设备所受合力和转矩会随入口速度的增加而增大.研究结果可为新型竖直轴海洋能发电设备的结构设计与优化提供参考.     

基于仿真试验和BOA-VMD的轴箱轴承故障特征提取算法研究

针对城轨列车运行过程中轴箱轴承故障难以发现的问题，提出一种利用蝴蝶优化算法(Butterfly Optimization Algorithm,BOA)对变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD）参数进行优化的轴承故障特征提取方法。首先构建基于轴承-车辆刚柔耦合的轴承故障动力学模型，提取轮轨激扰和轴承故障情况下的轴箱振动信号；然后利用蝴蝶优化算法对轴箱振动信号的VMD模态分量数和二次惩罚系数进行寻优，确定最佳参数组合；最后利用已确定的最佳参数对轴承振动信号进行VMD分解，得到不同本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF)，并对最佳模态分量信号进行包络分析，识别到轴承故障时的特征频率。试验分析表明，基于优化参数的VMD分析方法能够有效提取轴承故障特征频率，通过经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)分析方法对比，可以发现文章提出的分析方法效果更加有效。     

一种适用于变轴力柱混合试验的改进BWBN模型及其参数识别

原始的BWBN模型无法很好地描述钢筋混凝土(RC)柱在水平和竖向双向地震作用下的刚度、强度退化以及正负向滞回不对称现象,为了描述这些现象,对原始BWBN模型进行修正.结合16根定轴力柱子的滞回数据,利用改进Park-Ang损伤模型计算柱子强度退化、刚度退化与累计损伤的关系,并相应地对原始模型相关项进行了修正.此外,对变轴力柱用轴力分级插值以及正负向单独计算损伤的方式来考虑变轴力的影响.最后,利用定轴力、变轴力试验数据以及OpenSees的模拟数据对模型有效性进行验证,并计算模型识别数据与试验数据的Pearson相关系数,结果均为强相关,说明模型适用性良好.改进的变轴力BWBN模型能较好地考虑轴力变化对柱子侧向滞回性能的影响,这对于拓宽混合试验应用范围以及实现变轴力柱混合试验有一定意义.同时,本文的研究方法,对未来变轴力恢复模型的研究也有一定参考价值.     

天津滨海新区土层邓肯-张模型参数研究

为深入研究邓肯-张模型参数的计算方法以及参数的规律,以天津滨海新区主要土层土样的室内三轴固结排水(CD)试验结果为例,通过理论计算得出相应地层的邓肯-张模型参数,分析各地层邓肯-张模型参数。文中所运用的邓肯-张模型参数计算方法真实可靠,其结果可以为今后的工程建设涉及地层变形特性研究提供借鉴。     

抱轴式轴带电机PTO/PTI设计

为确保轴带电机在PTO模式下能够给电网提供稳定、可靠的电能,提出了主机转速的约束条件、主机转速变化后的安保设计,以及和主发电机并网后突加突卸设计方案.同时为确保轴带发电机在PTI模式下能够给船舶推进提供持续稳定的辅肋推力,提出了主机转速要求、电站管理之间的安保设计及功率加载速率设计方案,总结了PTO和PTI 2种模式之间相互平稳切换的条件及转速和螺距在2种模式下的不同设定值.经实船验证,此抱轴式变频控制轴带电机的PTI/PTO设计在安全性和操作性上得到了保障.     

基于扭转角与神经网络的船轴裂纹故障诊断研究

文章利用有限元分析软件对转矩载荷下的船轴裂纹进行分析,以不同裂纹状态下扭转角数据作为输入,裂纹参数作为期望输出,训练出定量诊断裂纹参数的神经网络,实现对船轴裂纹的故障分析。实验结果表明:扭转角可以作为船轴裂纹故障的诊断参量,该研究结果可作为船舶轴系故障诊断的理论依据。     

水下航行器三维航迹反演滑模跟踪控制

本文提出一种自治水下航行器(Autonomous Underwater Vehicles,AUV)三维轨迹跟踪控制算法。将AUV在三维空间的运动通过反演法和变结构滑模控制律设计出AUV航迹跟踪控制律,通过Lyapunov稳定性理论分析了系统的稳定性。在同时考虑加入外界干扰的条件下,使其控制效果在3个坐标轴上都能够达到稳定并且有平滑连续的输出结果,对外界干扰有较好的抑制作用。仿真结果表明了所提控制律的有效性。