供电远动系统时钟对时问题的影响及优化方案

随着高速铁路的不断发展,铁路供电系统稳定运行和快速应急处置的需求越来越强烈,同时也对供电远动系统运行分析水平的要求越来越高。各类告警、报文的准确性是进行快速故障判断和故障分析的基础。本文介绍了日常运行过程中供电系统时钟同步的作用及工作方式,分析了被控站时钟发生异常对调度主站产生的影响,并提出了相应优化方案。     

大跨海底铁路隧道断面受力特点及优化建议

以甬舟铁路金塘海底铁路隧道矿山法施工段为依托,选其深埋段Ⅳ_b型衬砌参数,采用荷载-结构模型,基于内力分布特点研究仰拱加深、拱脚加厚及仰拱加深+加厚拱脚3种方案下的断面优化效果。结果表明,仰拱加深0.5 m可使断面弯矩分布更加均匀,可改善各关键节点安全性能并将衬砌可承受的最大水压由拱顶以上6 m提升至38 m;拱脚段加厚0.3 m对结构弯矩分布、底鼓挠度大小及整体安全系数的提升效果较小,可承受极限水压为拱顶以上23 m;仰拱加深0.5 m+拱脚加厚0.3 m优化方案与仰拱加深0.5 m方案优化效果大体一致,故建议断面优化优先考虑仰拱加深措施。     

尾矿固化体力学性质预测的PFC模型研究

以某铁矿项目为工程背景,选用离散元颗粒流程序（PFC）对尾矿固化体的力学特征进行模拟,确定了尾矿固化体细观力学参数,建立了尾矿固化体单轴压缩数值模型,并在此基础上研究尾矿粒径分布及颗粒数量的简化对模拟尾矿固化体的力学特征的影响。研究发现：数值模型单轴压缩计算结果与试验值平均误差为5.5%,证明采用该方法构建的数值模型能有效预测尾矿固化体单轴抗压强度,且对尾矿固化体柔性及脆性破坏形态的捕捉效果较好,进而证明了利用PFC数值模型对尾矿固化体进行模拟有效可行;由于不同工程条件下尾矿粒度分布差异比较大,若尾矿粒径分布较广,建立尾矿数值模型时,可对尾矿粒径分布及颗粒数量进行一定程度的简化。分析表明,当模型尾矿颗粒粒组范围选取比达到50%以上,能较好地模拟尾矿固化体应力应变曲线及破坏形态。     

基于响应面法的螺旋桨多目标优化

为了探究影响螺旋桨水动力性能的因素,基于FLUENT软件和CFD滑移网格技术对标准桨DTMB 4119进行模拟,验证该方法的可靠性;应用该方法对不同螺距比、盘面比和纵倾角的Wageningen B型螺旋桨进行数值模拟,得到这3个因素对螺旋桨推力系数、扭矩系数和效率的影响规律;基于Box-Behnken方法设计三因素三水平试验组,采用响应面法建立三因素与目标函数的优化数学模型,得到三因素对螺旋桨水动力性能的耦合影响。结果表明,影响推力系数和扭矩系数的因素按影响大小排序为螺距比>盘面比>纵倾角。同时,在现有电机功率限制条件下,优化得到产生最大推力的螺旋桨参数。     

深远海养殖工船科技创新与高质量发展

走向深远海,发展绿色养殖生产方式,确保养殖水产品高品质已成必然趋势,深远海养殖工船是深远海工业化养殖的重要载体。通过回顾养殖工船的研究背景和发展历程,从功能区划、集约化养殖工艺提升、船载舱养生境构建、能源利用及智能化控制等方面,介绍作业特点及关键技术进展。以大黄鱼为代表适养对象对比不同模式下的技术特点。随着单位水体产能的提高,养殖工船的经济性越来越好,提出了鲑鳟鱼工船养殖经济性更优的预期。作为一个新生事物,养殖工船技术路线已经得到了有效的验证,需要继续交叉融合社会各行业先进技术,不断迭代优化,早日达成经济性的有效突破。     

双资源约束下的船舶管件柔性生产车间调度优化

针对船舶管件柔性车间的复杂制造环境,建立以完工时间为主要优化目标、以设备资源和辅助资源为约束条件的双资源约束柔性生产车间调度问题模型,设计一种改进布谷鸟算法对其进行求解。针对问题特征及复杂性,在布谷鸟算法核心框架不变的基础上,提出一种莱维飞行自适应步长因子;同时,设计基于2种局部搜索的巢寄生策略,并引入模拟退火算法,以解决工序维、设备维和资源维的调度优化问题。将该算法应用于企业实际生产模型,结果表明：改进算法能有效避免设备资源冲突,具备较好的综合调度特性。     

大型船舶艏侧推槽道布置参数优化

为减小侧推槽道带来的船体阻力增值,以某集装箱船为研究对象,开展槽道布置参数优化研究。以设计工况下的总阻力最小为优化目标,以侧推槽道的纵向位置和垂向位置为设计变量,在设计空间内采用全因子法采样,并进行数值仿真,得到样本响应值构成样本空间;采用响应面法构建代理模型,并采用模拟退火算法对该模型进行寻优。结果表明,优化船的阻力性能相比原始船有明显改善,设计工况下的总阻力减小1.7%。     

基于MMC的自修复材料结构与微胶囊的协同优化

自修复材料作为一种力学构件不仅需要结构宏观构型的拓扑优化,而且需要兼顾自修复剂载体微胶囊的尺寸和分布对自修复材料力学性能和修复效果的影响,因此对结构宏观构型与内置微胶囊进行协同优化具有重要的意义。研究基于可移动变形组件法,以结构柔度为目标函数,材料面积为约束条件,建立了内置微胶囊组件的二维数学模型,基于移动渐近线法（MMA）,给出了协同优化自修复材料的设计方法,并与经典自修复材料进行了对比研究,验证了协同优化的优越性。研究表明：两类自修复材料的构型具有相似性;两类自修复材料的结构柔度均随微胶囊体积分数的增加而提高,力学性能发生不同程度的劣化;与经典自修复材料相比,随着体积分数的增加,协同优化自修复材料呈现出更为优异的力学性能,当体积分数接近14%时,其柔度值仅为经典自修复材料的66.1%。     

考虑风浪影响下的船舶节能航线优化

随着世界能源危机的加剧,节能减排已成为当今时代的重要课题。原油贸易对国民经济的发展至关重要,航运是原油的主要运输方式。其中,VLCC船(Very Large Crude Carrier)应用广泛,但VLCC船体型庞大,容易受到以风浪为首的气象条件影响。本文考虑气象环境、安全转角、时间约束和避障等因素限制,以总油耗最小为目标,构建两种VLCC节能航线优化模型,并设计基于人工势场原理的改进蚁群算法进行求解。通过算例实验发现,本文提出的方法能有效降低油耗。此外,通过对比不同预计到达时间约束下的油耗发现,放宽船舶预计到达时间可以有效降低油耗,但当船舶预计到达时间放宽到一定程度时,油耗降低程度较小。因此,在实际的营运过程中,船公司需要基于实际场景,并权衡船舶油耗和预计到达时间制定方案,以实现节能减排的目标。     

无人帆船四自由度运动建模与试验分析

建立无人帆船的运动学模型是开展无人帆船操纵性和运动控制研究的基础。为简便快速地建模,在保证模型准确性的基础上,降低模型开发的难度,以“海鸥”号无人帆船为例,采用船舶操纵数学模型小组（MMG）分离建模方法建模,综合考虑风和浪环境扰动,根据经验公式和计算流体力学（CFD）方法进行参数计算。在此基础上,根据试验数据进行试验复现,以验证模型的准确性。结果表明,建立的无人帆船模型和提出的参数计算方法适用于“海鸥”号无人帆船,跟踪536 m长轨迹,航速误差为13.41%,横摇角误差在10%以内。建立的四自由度无人帆船模型能反映无人帆船实体的速度和位姿,可基本复现试验现象。