一种水下航行体控制系统分布式半实物仿真平台的构建

针对水下航行体控制系统半实物仿真平台要完成的功能日趋复杂的问题,提出了一种基于dSPACE和xPC的分布式半实物仿真平台,介绍了该平台的系统构架和软硬件实现;介绍了将dSPACE仿真机和xPC实时仿真机集成在同一个实时系统中的方法和要解决的问题,分析了该仿真平台的实时性;给出了1个水下航行体控制系统半实物仿真的应用实例。该平台将dSPACE和xPC集成在同1个分布式实时系统下,分布式的系统结构不仅在功能的实现和扩展方面非常方便,同时也利于实时注入式仿真、快速控制原型的实施。通过半实物仿真试验,该平台已经成功服务于某水下航行体控制系统的研制,证明了本文所提出方案的可行性。     

基于曲柄连杆传动的舱口盖启闭装置多体动力学仿真

舱口盖启闭装置是保证舰船安全的重要分系统,其运动控制技术是实现船体水密和装甲防护等功能的关键。本文基于多体运动学和动力学理论分析,建立曲柄连杆结构舱口盖启闭装置的动力学仿真分析模型,进而结合各种海况下的经验方程对舱口盖进行受力分析,计算得到了装置中曲柄连杆机构各个部件在开关盖过程中的支反力、转矩以及输出功率等参数,为曲柄连杆传动模式的舱口盖启闭装置结构优化及电机选型提供理论依据。     

基于回归分析方法的船舶阻力估算

阻力预测是船舶设计的重要环节。本文采用多种阻力预测方法对KCS船舶、KVLCC2船舶、Wigley船型以及NPL圆舭艇的阻力进行估算,验证多种阻力预测方法的计算精度和可靠性,探究各种阻力预测方法的适用范围。结果表明,基于回归分析方法计算常规排水型船舶阻力和基于细长体方法计算瘦长船型和方尾船阻力的方案可行。船型特征是选择阻力预测方法的首要因素。细长体理论计算的自由面波形结果基本令人满意。本文对船舶阻力估算方法的研究起到一定的借鉴和参考作用,同时也提供了一系列阻力计算的验证算例。     

地铁车站机电设备综合接地系统的分析及探讨

地铁车站空间狭小、机电设备种类繁多、数目庞大。为保证人身安全和设备的安全、可靠运行,地铁车站机电设备综合接地系统在满足强电、弱电专业及其他非电气金属管道全部接地的同时,降低地铁车站内的接触电压、跨步电压、设备的对地电压,防止过电压、静电以及电磁感应的影响。针对地铁车站设备接地要求,对地铁车站接地系统进行分析和探讨。     

航行体跌落试验研究

航行体跌落过程是水动力、空气动力与结构物三者的耦合运动水动力问题,入水运动的同时还伴随航行体高频弹性振动,尤其航行体尾部偏置舵板张合具有随机性和较宽的角度变化范围。这给航行体水弹道预测造成了很大困难,需开展航行体缩比试验研究。通过对大量试验结果分析,得到质心高度、俯仰角及初始角速度与最大下沉深度的关系,为航行体安全发射提供支撑。     

海上风电安装平台正压型下浮体气密性研究

本文以3 500型深水高效海上风电安装平台的下浮体结构为研究对象,基于Fluent进行气密性压降研究,为正压型下浮体的密封和保压控制提供理论基础。首先由基本理论推导气体泄漏一般方程,结合实际工况确定数学模型进行计算;然后通过Fluent仿真模拟对模型网格进行独立性检验,将仿真结果与计算结果进行相关性验证。最后对下浮体泄漏口数量和位置,以及内部结构对泄漏过程的影响进行探究。结果表明,仿真结果和计算结果相关性可达0.97以上;泄漏口数量为3个及以上时,压降过程基本不再受泄漏口数量影响;内部结构体积占比较小时,下浮体内部结构和泄漏口不同位置各组间压降数据RMSE值小于100,即压降过程可以视为一致。     

基于CFD的排水型三体无人艇阻力优化研究

为预报某三体无人艇的静水航行阻力,利用STAR-CCM+软件对船体进行计算流体动力学仿真。基于船体的航速和排水量等设计参数,考虑侧体纵向位置和侧体船型2种因素,选取不同设计方案进行计算。结合后处理得到的流场特征对仿真结果进行分析,总结阻力变化规律,探讨船体水动力性能的变化机理。结果表明：侧体纵向位置后移可减小片体间兴波扰动,减阻率最大约6.7%;改变侧体型宽会小幅度降低船体压阻,其最大减阻率约4.5%。汇总多种船型方案的计算结果,为三体无人艇的后续研究提供参考。     

DFMEA在发动机设计中的应用

分析了在发动机设计中实施设计故障模式及后果分析(DFMEA)的困难,以节流阀体的改进设计为主线,提出了确定DFMEA详细分析对象的方法,减少了分析对象的数量,节省了工作时间;对DFMEA流程以及严重度的判定进行了改进并提出将其所分析的项目划分为基础项和衍生项新概念,利用改进的DFMEA方法,分析出节流阀体的故障原因与影响,并提出了相应的建议措施,结果表明,DFMEA更适于在内燃机行业的使用与推广。     

基于柔性多体动力学的地铁车辆半主动控制

为了对地铁车辆的运行性能实现更准确的评估和更有效的优化,借助有限元理论和子结构理论建立了车体和转向架构架等关键零部件的柔性动力学模型;基于天棚半主动控制算法和柔性多体动力学理论,建立了考虑半主动控制悬挂的地铁车辆刚柔耦合动力学模型;考虑轨道随机不平顺的影响,研究了半主动控制悬挂以及结构柔性对地铁车辆运行稳定性和乘坐舒适性的影响。研究结果表明:相对于传统的悬挂装置,天棚半主动控制极大降低了车辆的振动加速度,并使其变化趋势更加平缓,对车辆的低频振动有明显的抑制作用;采用本文的研究参数,天棚半主动控制在直线段可使车辆的垂向Sperling指标和垂向振动加速度均方根(RMS)分别降低26.8%和7.5%,使车体横向Sperling指标和横向振动加速度RMS分别降低8.8%和4.9%,而在曲线段,天棚半主动控制可使车辆垂向Sperling指标和垂向振动加速度RMS分别降低25.1%和5.7%,使横向Sperling指标和横向振动加速度RMS分别降低15.6%和8.3%,车辆的乘坐舒适性和运行稳定性大幅提升;考虑结构柔性时,车辆的垂向Sperling指标和垂向振动加速度RMS相比于未考虑结构柔性时分别增大了4.3%和6.8%,横向Sperling指标和横向振动加速度RMS分别增大了3.0%和3.4%。可见,车体和构架的结构柔性对车辆的动态特性有较大影响,在对车辆运行稳定性和乘坐舒适性进行计算和评估时不可忽略。