高速列车隧道交会压力波特性

采用基于有限体积方法的计算流体力学软件, 建立了列车几何模型和非定常可压缩湍流的三维流动模型, 对高速列车隧道内等速和不等速交会的全过程进行了数值模拟。在软件的任意滑移界面动网格技术中嵌入了列车光滑启动方法, 研究了列车交会过程中隧道断面的压力波动、流速变化和压力波的形成过程。研究结果表明: 基于三维流动模型的计算结果能够清晰地展示高速列车隧道内交会时的压力场与速度场变化情况, 同一隧道横截面上各点的压力波动趋势与断面压力均值的波动趋势虽然一致, 但不同测点的压力差异较大, 最大可达53.5%;等速交会时隧道中央的交会压力变化幅值最大, 负压峰值达到约-7kPa; 不等速交会时高速列车车体正压峰值与负压峰值均随低速列车速度的减小而减小, 而低速列车比高速列车的正压峰值大约1.5kPa; 两列车鼻尖交会处的隧道断面压力波负压峰值与低速列车速度的二次方近似成正比。     

多特征点驱动的船舶轨迹聚类方法

轨迹聚类在船舶行为分析与海事监管等领域发挥着重要作用。船舶轨迹存在长度与采样率不一致、结构差异明显等特点,在大范围水域难以实现大量船舶轨迹的高精度与快速聚类。针对该问题,在利用船舶自动识别系统获取海量船舶历史航行数据的基础上,提取与船舶航行行为、船舶交通密度相关的位置特征点,进而提出了多特征点驱动的船舶轨迹聚类方法。针对船舶航行时在大多数情形下具有保向、保速的特点,采用数据压缩的方法捕获船舶航行状态以及船舶航向发生显著变化的轨迹点,作为船舶轨迹结构特征点;针对目标水域中某些特定区域常存在船舶交叉会遇的情形,利用概率密度估计法分析船舶交通流的空间分布特点,并提取船舶会遇局面下的轨迹点,作为船舶交通流特征点;为剔除2类特征点中的异常值,采用密度聚类算法对特征点进行聚类,进一步提高特征点提取的可靠性,并将聚类结果中每类特征点的中心作为代表性特征点;统计途经代表性特征点的船舶轨迹分布情况,将具有相似分布的船舶轨迹视为同一类。实验结果表明：相比于常用的K-medoids聚类、层次聚类、谱聚类和DBSCAN等方法,提出的轨迹聚类方法在成山头水域、长江口南槽水域及舟山水域等典型区域均可获得优异的聚类结果;在上述典型水域,平均轮廓系数分别提升约53%,71%,63%和41%,戴维森堡丁指数分别降低约57%,67%,63%和45%;同时,此方法可平均降低约56%的聚类时间,显著提升了船舶轨迹数据聚类分析的效率。     

水面舰艇集体防护系统PID控制分析

集体防护系统是水面舰艇防护的重要组成部分。为实现集体防护系统精确的定量控制,基于集体防护区域压力控制方程以及调节机构(超压控制阀)方程,构建系统增量方程线性化传递函数,通过传递函数确定PID参数以实现系统稳定及优化控制。构建系统整体数学模型,结合PID控制模块研究系统变工况特性。模拟结果表明:系统具有良好的超压设定值实现能力及动态特性,能够满足较大的进风量及舱容变化。系统数学模型必须考虑超压控制阀的调节能力限制,过大的送风量可能导致系统无法实现设定的超压值。建立并分析集体防护系统数学模型,为系统向大空间区域工程应用奠定良好的理论基础。

     

基于承载能力的水下承压结构钢质模型制造质量检验要求分析

深水承压结构在研制过程中需要进行大量的缩比模型试验,而缩比模型的制造质量直接关系到试验能否达到预定试验目的,关系到试验结果的正确性。对影响深水承压结构缩比模型试验结果的各种制造质量因素进行分析,提出水下承压结构钢质模型制造质量检验要求;对于有初挠度超差的试验模型,通过理论分析,提出采用有限元方法进行评估计算。通过对4个实例的评估计算分析,证明采用有限元方法进行评估计算的结果可以作为有初挠度超差模型的制造质量验收依据。

     

考虑重力影响的高压气体吹除改进数理模型和试验对比分析

考虑重力对吹除过程的影响,改进现有压载水舱高压气体吹除数理模型,并对原始数理模型与改进数理模型进行差异对比。通过高压气体吹除系统的模型试验,验证改进数理模型的可靠性。最后,使用改进的数理模型对影响吹除效率的因素进行分析。结果表明：在吹除系统中,当流水孔面积达到一定值时,可能出现流水孔面积增大,但流水孔的水的质量流量几乎不变的情况;当等效喷管喉部直径足够大时,高压吹除的速率与等效喷管喉部直径关系较小。     

小型LNG船C型独立液舱内部压力计算

根据IMO《国际散装运输液化气体船舶构造与设备规则》及相关的压力容器标准GB 150.3-2011,提出一种针对小型LNG船C型独立液舱内部压力的三维计算方法,并借助AutoCAD的建模与计算功能,利用VBA进行二次开发,用程序实现内部压力及板厚的三维计算。针对某多用途小型LNG船的C型独立液舱,分别采用三维计算方法与传统的二维计算方法进行计算并比较结果差异,同时分析由船舶运动引起的加速度对计算结果的影响。结果显示：采用三维计算方法所得结果更准确,在精确设计时有必要按照三维计算方法进行计算;在工程实际中,针对设计蒸气压力通常大于0.3 MPa的单圆筒C型独立液舱的内部压力计算,可以采用传统的二维方法;由船舶运动引起的加速度对计算结果的影响不可忽略;对于设计蒸气压力较小的其它形式液舱的内部压力计算,应采用三维计算方法。     

模型准确性对系统管网泄漏诊断的影响分析

针对基于压力敏感性的管网泄漏诊断方法应用中由管网模型误差带来的鲁棒性问题,提出根据量化的模型准确度指标来分析诊断方法的有效性。利用FlowMaster流体仿真软件建立某实际冷却系统管网不同准确度下的水力模型。以该管网的标定模型为基准,采用改进的灰色关联度分析（IGR2）法对各模型与基准模型间各测点压力值的相似性进行评估来计算误差,得到模型准确度量化指标。采用故障诊断成功率（FDSP）计算泄漏诊断的有效性。基于不同准确度的管网模型进行泄漏诊断分析,获得不同准确度模型对泄漏诊断有效性的影响。结果表明,该泄漏诊断法的有效性随模型准确度的增大而提高,当管网模型准确度大于0.75时,故障诊断成功率均处于90%以上,说明该故障诊断方法对模型误差具有一定的鲁棒性。     

压缩载荷下金属波纹夹层梁稳定性试验与数值分析

针对一个激光焊接金属波纹夹层梁模型,设计轴向压缩载荷下稳定性试验方案,通过试验获得夹层梁结构失稳临界载荷（极限载荷）及破坏模式。采用有限元软件ANSYS计算、探讨轴向压缩载荷下夹层梁结构的稳定性,数值计算结果与试验结果吻合较好。最后,对夹层梁结构在轴向压缩载荷下的临界失稳承载能力进行参数化分析。计算结果表明：在增加相同重量的前提下,增加下面板的厚度或芯层的厚度更有利于提高夹层梁结构的轴向临界失稳承载能力。     

动力电池包热管理设计与优化分析

针对动力电池包热管理中系统温度不均匀的问题,本文以某款液体循环冷暖一体化热控方式的电池包为研究对象,通过Ansys-fluent对其液冷回路进压降仿真,并优化液冷回路,最后通过实验验证优化前后系统的散热/加热性能,得出流量均匀性越好在液冷和液热时,电池包内电芯间的温差越小,散热以及加热效率更高。为后续热管理设计可将流道的设计作为重点考察对象进行优化。     

金属带式无级变速器数字调压阀的设计与试验研究

针对无级变速器电液控制系统的工作要求,应用数字比例控制技术设计了可用作无级变速器中夹紧力控制阀的数字调压阀。介绍了该数字调压阀的结构以及驱动器的设计方法,并对其进行了静态特性、动态特性试验。试验结果表明,该数字调压阀的控制精度及可靠性高,能满足金属带式无级变速器电液控制系统的要求。