基于正交设计的船用柴油机燃烧系统参数匹配及优化

为研究柴油机燃烧系统参数匹配对柴油机动力和排放性能的影响,首先分别利用AVL_BOOST和AVL_FIRE仿真软件建立4190ZLC-2型船用柴油机整机模型和缸内燃烧高压循环模型,然后基于已建模型应用正交试验设计方法安排柴油机进气系统、喷油系统和燃烧室结构尺寸参数匹配仿真计算。研究结果表明,通过极差分析可以得出燃烧系统参数对4190ZLC-2型柴油机性能的影响主次顺序。以柴油机指示功率为评价指标时,参数组合0.26 mm-28°CA-160°-0.9-145 mm-2.6 mm-22 mm(喷孔直径-喷油提前角-油束夹角-涡流比-喉口直径-凸台高度-凹坑半径)对应的指示功率为63.40 k W,比原机仿真值高15%;以NOX排放为评价指标时,参数组合0.30 mm-24°CA-140°-0.4-135 mm-6.6 mm-14 mm(喷孔直径-喷油提前角-油束夹角-涡流比-喉口直径-凸台高度-凹坑半径)对应的NOX排放质量分数为0.015 7%,比原机仿真值低30.2%。     

船闸闸室结构的船-墙碰撞三维有限元分析

以江苏某重力式船闸闸室结构为例,采用ABAQUS软件建立船舶-闸室结构-土体三维有限元模型,对船舶撞击闸室进行瞬态动力分析,得到不同工况下的撞击力时程曲线和撞击力值等结果。研究结果表明:船舶撞击闸室的法向平均撞击力大小与船舶排水量的12次方、撞击速度的1次方、撞击角度的1次方成线性关系;将软件模拟的船舶法向撞击力数值与依据JTJ 307—2001《船闸水工建筑物设计规范》得到的计算值比较,发现规范公式得到的数值普遍偏小,低估了过闸船舶撞击力的影响。     

船舶岸电系统在集装箱码头的应用

靠港船舶岸电系统具有可以减少污染物排放和提高能源利用率的优点,正在我国港口大力推广。为探讨岸电系统在集装箱码头的应用前景,以大窑湾北岸某集装箱码头为例,利用仿真模型核算多种情景下2020年大窑湾北岸集装箱码头船舶使用岸电前后的碳排放量,并分析不同装卸效率对船舶的碳排放的影响。结果表明,集装箱码头使用岸电系统可实现低碳效益,提高装卸效率有利于船舶碳排放的减少,但应考虑提高装卸效率会引起装卸机械碳排放增加。     

车用柴油机NO_x形成及控制

相对汽油发动机污染物排放,柴油发动机CO和CH的排放较低,不到汽油机的10%,但NOX排放水平却高于汽油发动机。本文重点讨论柴油发动机排气污染物中NOx的成分及危害,分析了NO的生成机理及影响因素,提出了控制柴油机NO排放的技术和方法。     

典型航线船舶排放清单及排放特征研究

文章分析了我国典型航线典型船舶排放特征,以船舶自动识别系统数据为基础,收集整理所选研究船舶排放参数,结合船舶实际航行资料,采用动力法估算了秦皇岛港—广州港航线某散货船一个航行周期的排放清单,并分析了靠港、停泊、港内机动、巡航4个船舶状态下的排放特征,绘制了2 km×2 km分辨率的空间排放特征图。结果表明,该典型航线上典型散货船舶一个航行周期排放的SOx、NOx、PM10、PM2.5总量分别为18.88吨、30.87吨、1.85吨和1.69吨。排放源分析表明从在船舶的主机、辅机和锅炉3种排放源中,主机是主要排放源。航行状态上巡航工况排放量最大;船舶排放污染物的空间分析表明,船舶在进出港口区域是污染物排放最密集的区域。     

机械复合管在海底管道中的应用

原油、湿气含有CO2或H2S是造成海底管道内腐蚀失效的主要原因之一。机械复合管作为一种新型管材,可以有效解决CO2或H2S造成的内腐蚀问题,在国际上得到了广泛应用,但其在国内油气田开发海底管道中,尚无应用先例。文中介绍了机械复合管的制造原理、设计制造规范、用作海底管道的技术要求、海上安装技术特点以及应用前景。文中研究了机械复合管在海底管道中应用对设计制造和安装技术的要求,以推动其在国内油气田开发海底管道中的应用。     

米勒循环结合可变涡轮增压优化柴油机性能的仿真与试验研究

在开发一款机车柴油机过程中,利用AVL BOOST软件对柴油机工作过程进行了仿真计算,计算了不同米勒强度和不同喷油正时条件下柴油机的性能参数。根据计算结果,排除了弱米勒的方案。针对强米勒和中米勒,开展了试验研究,通过调整喷油定时、增压压力设定、共轨喷射压力,进行了多方案试验研究,试验结果表明,强米勒方案虽然可以有效降低Nox排放,但是带来PM排放升高和涡轮前排气温度升高的问题,中米勒虽然降低Nox排放的效果弱于强米勒,但是能获得比较满意的PM排放,且涡轮前排气温度远低于强米勒,综合各方面性能参数的比较结果,在满足排放要求的前提下,中米勒为优选方案。     

基于气动效应的特长隧道断面优化探讨

铁路隧道净空面积的确定,不仅应考虑隧道建筑限界和机车车辆限界,还要考虑列车通过隧道时诱发的空气动力学效应。基于一维、可压缩、非定常的流动假设,推导得到车内瞬变压力、洞口微气压波和空气阻力计算公式,并结合这3个指标对现有城际铁路、高速铁路隧道设计规范进行论证和优化。结果表明： 针对大于10 km的特长隧道,在一定长度范围内,且在提高列车密封水平、增加洞口微气压波缓冲结构的情况下,可对特长隧道净空断面进行优化。     

大型地下空间的结构分割转换工法研究

为解决当下地下空间开发难题,依托中铁工程装备集团地下停车场项目,提出建造大型地下空间的结构分割转换工法（CC工法）,并成功应用。文章从传统各工法的特点出发,阐述CC工法的设想。基于工程实践过程,首先,从地下结构的分割与转换2个角度,重点介绍大型地下空间的形成过程、型钢和钢筋混凝土组合结构管节、节点处理措施等创新内容; 然后,针对B类节点的处理措施、整体背土现象等工程问题进行解决与优化; 最后,探讨该工法拓展应用的可能性,分别介绍多层、曲线、长距离、装配式结构大型地下空间的初步方案。CC工法的成功研发,旨在为城市大型地下空间开发提供一套新的解决思路。     

优化GM（1,1）模型在连续刚构桥施工监控中的应用

文章结合优化GM（1,1）模型用于罗天乐大桥施工监控的工程实例,介绍了优化GM（1,1）模型的原理、计算方法及计算过程,并根据实际监控经验提出了建议。罗天乐大桥的具体施工监控实践表明,优化GM（1,1）模有着较高的预测精度,能较好地应用于大跨度连续刚构桥的施工监控。