LNG加注船的技术发展动态

天然气由于其热值高、不含硫、燃烧清洁而成为绿色环保型船舶的首选燃料。随着LNG燃料的广泛应用,不仅仅是车客渡船、拖轮、平台供应船等近海或短途海运船舶采用LNG动力,而且豪华邮轮和大型集装箱船等远洋船舶也逐步迈入了LNG燃料行列。本文介绍了LNG燃料动力船及LNG加注船的发展现状,总结了LNG加注船具有机动性好、加注效率高、加注范围广等优点,并重点分析了未来LNG加注船的技术发展方向： LNG燃料舱容量的大型化发展,未来B型舱和薄膜型LNG燃料舱将成为优选方案；LNG加注船在加注平台设计、加注对接方式、LNG燃料舱操作服务方面的灵活性将得到极大提升；LNG加注船还将具备更高机动性和操纵性,能够实现无需拖轮协助的一人操作而自主安全靠泊。随着全球LNG作为船用燃料的推广,LNG加注船作为LNG产业链上的战略新兴产品,是保障我国能源战略安全、实施“绿水青山”生态发展必不可少的重大装备,其应用和发展空间将十分广阔。     

民航飞机起飞推力对油耗和排放的影响分析

起飞是飞行过程中一个非常重要的阶段。为研究起飞推力对油耗和排放的影响，基于多 种数据，建立一种耦合的起飞油耗计算方法，以广州白云机场起飞的B738、A320、A321、B737为 研究对象，比较不同方法的起飞油耗计算结果，分析推力对起飞油耗和排放的影响，并对比分析 推力调整后起飞排放的变化情况。结果表明：本文方法计算结果准确性较高，与真实数据相比，4 种机型起飞油耗平均相对差值分别为-2.32%、5.41%、2.31%和-3.80%；B738和B737随着推力的 增加，起飞油耗先减少后增加，推力在77%和81%时，起飞油耗最低；A320随着起飞推力越大，起 飞油耗越少；A321 随着推力越大，起飞油耗越多；采用推力调整后，广州白云机场 B738、B737、 A320、A321这4种机型的年起飞排放量累计可减少2499.3 t，减少率达6.4%；在各种排放物中，碳 排放量减少最多，为2471.1 t，占总排放物的98.9%，减少率达6.5%。采用推力调整减少起飞油耗 和排放对航空器节能减排有重要意义。     

燃油火灾下预应力混凝土梁耐火试验

为研究预应力混凝土（PC）桥梁遭遇燃油火灾时的耐火性能，设计制作了3榀大比例PC简支缩尺模型试验薄腹梁，包括1榀箱形截面梁和2榀双T形截面梁，以荷载水平和截面类型为试验参数，开展了燃油火灾升温条件下PC梁局部受火试验。获取了梁截面混凝土温度和预应力钢束温度变化、跨中挠度变化、有效预应力衰变、裂缝开展、爆裂分布与深度以及耐火极限相关试验数据，深入探索了燃油火灾高温下PC梁的损伤演化规律和破坏模式。试验结果表明：梁截面各测点温度在受火期间随着受火时间的增加其整体趋势不断升高，由于水分的蒸发造成温度曲线在100 ℃~120 ℃之间有一明显的缓平段，箱形截面梁箱内温度在达到100 ℃后几乎保持不变。停火后，混凝土内部和预应力钢束温度持续升高，距受火面距离越远，在停火后升温持续时间越长，预应力钢束在停火后最高升温161 ℃。火灾下PC梁挠曲变形分为受火初期显著增长、受火中期缓慢增长和受火后期急速增长3个阶段，最终由于预应力钢束断裂表现出明显的脆性破坏特征。按常温下适筋梁设计的PC模型试验梁在火灾高温下呈现为少筋梁破坏特征；钢束的有效预应力在火灾高温下表现出先增加、后衰减，最后被拉断应力突然降低的三阶段变化特性。箱形闭口截面梁的混凝土温度和预应力钢束温度均低于双T形开口截面梁，其耐火性能明显优于双T形开口截面梁，破坏时预应力钢束临界温度分别为397 ℃和319 ℃。荷载水平由0.35增加至0.55时，火灾下PC梁耐火极限降低21%，破坏时预应力钢束临界温度由416 ℃降低至319 ℃。研究成果可为PC桥梁耐火试验提供方法指导，为其抗火设计和灾后应急提供理论依据。     

基于增益功率燃油系数的HEV能量管理策略

为了优化等效燃油最小能量管理策略的节油效果，以适用于工程批量应用为导向，制定基于增益功率燃油系数的混合动力汽车(HEV)能量管理策略。基于瞬时优化原理，提出基于增益功率燃油系数的工作模式决策机制，根据电机发电或电动引起的发动机功率与燃油消耗率的变化关系，分别给出电机充电和放电模式下增益功率燃油系数的计算方法。考虑发动机扭矩瞬态快速变化对油耗的影响和电机及电池包充放电效率特性，提出发动机高效区域扭矩滞回控制方法，建立基于增益功率燃油系数的能量管理策略算法架构。基于MATLAB/Simulink搭建控制策略软件模型，通过转鼓试验台进行实车试验验证。研究结果表明：相对于等效燃油最小能量管理策略，基于增益功率燃油系数的能量管理策略提升了节油率和舒适性，在全球轻型汽车测试循环(WLTC)工况下的百公里油耗降低了约4.8%，发动机的启停次数降低了约53%；相对于有效燃油消耗率(BSFC)最优工作点控制方法，发动机高效区域滞回控制方法降低百公里油耗约1.8%；与采用基于动态规划的全局优化能量管理策略的仿真结果对比，在不能提前预知工况的条件下，制定的能量管理策略在WLTC工况与新标欧洲测试循环(NEDC)工况下的油耗与理论最优值差距均较小。     

汽车燃油表显示异常分析及试验方法设计

油泵-燃油表系统开发需要搭载在整车上验证,而在整车道路试验过程中,因燃油表显示不准,故障无法复现或数据不能支持分析等现象频繁发生。为解决此问题,本文主要阐述燃油液位传感器工作原理,分析燃油表显示异常原因,设计出一种油泵-燃油表系统试验方法。实车验证表明:基于场景、数据和模型的试验方法,可以解决场景随机性大、关键数据获取不到、问题难以分析的痛点,对反哺工程开发有一定意义。     

Marginal and total exceedance probabilities of environmental contours

Various methods have been proposed for defining an environmental contour, based on different concepts of exceedance probability. In the inverse first-order reliability method (IFORM) and the direct sampling (DS) method, contours are defined in terms of exceedances within a region bounded by a hyperplane in either standard normal space or the original parameter space, corresponding to marginal exceedance probabilities under rotations of the coordinate system. In contrast, the more recent inverse second-order reliability method (ISORM) and highest density (HD) contours are defined in terms of an isodensity contour of the joint density function in either standard normal space or the original parameter space, where an exceedance is defined to be anywhere outside the contour. Contours defined in terms of the total probability outside the contour are significantly more conservative than contours defined in terms of marginal exceedance probabilities. In this work we study the relationship between the marginal exceedance probability of the maximum value of each variable along an environmental contour and the total probability outside the contour. The marginal exceedance probability of the contour maximum can be orders of magnitude lower than the total exceedance probability of the contour, with the differences increasing with the number of variables. For example, a 50-year ISORM contour for two variables at 3-h time steps, passes through points with marginal return periods of 635 years, and the marginal return periods increase to 10,950 years for contours of four variables. It is shown that the ratios of marginal to total exceedance probabilities for DS contours are similar to those for IFORM contours. However, the marginal exceedance probabilities of the maximum values of each variable along an HD contour are not in fixed relation to the contour exceedance probability, but depend on the shape of the joint density function. Examples are presented to illustrate the impact of the choice of contour on simple structural reliability problems for cases where the use of contours defined in terms of either marginal or total exceedance probabilities may be appropriate. The examples highlight that to choose an appropriate contour method, some understanding about the shape of a structure's failure surface is required.     

基于EEOI的内河船舶航速优化研究

航速优化对船舶节能减排,提高能效水平具有重要意义.运用船舶动力学理论,以内河船舶为实例,规避理论模型中的不确定参数,利用实测数据确立主机油耗与航速关系模型,该模型考虑水流速度对油耗的影响,进而建立船舶EEOI与主机转速模型,并应用Matlab软件对模型进行优化求解.研究结果表明,在预定时间内,船舶主机采用优化得到的转速运行时,油耗节省0.8t,EEOI减少1.64%,提高了船舶能效水平.      

天然气发动机缸内喷气系统设计及试验研究

介绍了将一台单缸化油器式汽油机改造为缸内直喷式天然气发动机的喷气系统设计及标定、点火系统改进、控制系统组成及压缩比的优化;试验结果表明,电控缸内喷气配合压缩比优化是提高天然气发动机充气效率、恢复功率的有效措施。     

燃料电池发动机热管理试验台测试系统的开发

介绍了基于MODBUS的燃料电池发动机热管理试验台测试系统硬件结构和软件设计方案,通过系统测试证明该系统能够满足燃料电池发动机热管理试验台所需要的基本功能。     

柴油/乙醇混合燃料的性质及对发动机性能的影响

研究了不同掺混比例的柴油/乙醇(C2H5OH)混合燃料的相溶问题,分析了柴油/C2H5OH混合燃料对发动机动力性和经济性的影响,并结合13工况下试验结果分析了混合燃料对发动机HC和微粒(PM)排放的影响。实验结果表明,助溶剂可有效解决柴油的相溶问题,燃料较低的十六烷值是造成小负荷下HC和PM中可溶性有机物(SOF)排放恶化的主要因素。