U型激光焊接夹层板极限强度试验研究

激光焊接夹层板因具有优越的力学性能以及众多结构优点在舰船防护结构设计中具有广阔的应用前景。本文以U型激光焊接夹层板为研究对象,设计其激光制造工艺流程,加工得到U型激光焊接夹层板试件;开展夹层板极限强度性能试验,通过试验得到了夹层板横向、纵向弯曲时的极限承载力及相应的变形模式;采用ABAQUS软件模拟试验工况,开展数值仿真研究,通过与试验结果进行比较,验证、完善有限元数值仿真分析技术,研究成果可为夹层板船体结构力学性能分析提供技术支撑。     

船舶双层底局部通风有害气体分布数值模拟研究

采用流体分析软件Fluent,对典型船舶密闭舱室双层底进行二氧化碳气体保护焊接作业时的局部通风风流流场、有害气体CO_2及CO浓度场分布进行数值模拟分析,确定有害气体扩散的数学模型。通过设置组分源项的方法利用组分输运方程得出在一定通风量的情况下CO_2及CO气体的浓度分布规律,并与实测数据作对比,结果基本一致,由此可根据不同通风条件下确定焊接作业危险区域,为防止CO_2集聚和CO中毒采取有效措施提供理论依据。     

压载水旋流预处理单元的优化设计与数值模拟

压载水管理公约D2对压载水中颗粒物粒径范围及含量做出了明确规定。为满足此规定,水力旋流器逐步开始应用于船舶压载水处理系统中。为了提高水力旋流器的分离效率,通过改变水力旋流器的入口结构对水力旋流器进行优化,即将入口结构设计为阿基米德螺线形入口来增加流体转动速度,降低能量消耗,从而提高分离效率。应用Fluent软件,结合雷诺应力模型(RSM)和混合多相流(Mixture)分析方法,对优化前、后的水力旋流器进行固-液两相流数值模拟。模拟内容包括水力旋流器内的速度分布、固相体积分数分布以及分离效率等。通过对比2种模型的模拟结果,说明优化的水力旋流器内部的流场速度以及分离效率均有一定的提高,达到了优化目的。     

EGR技术对船用柴油机性能的影响

为降低柴油机污染物排放,满足最新IMO排放标准,通过GTK-power软件建立带有废气再循环(EGR)系统的某型柴油机仿真模型,研究EGR率对柴油机性能的影响规律。研究结果表明:在某型船用柴油机上安装EGR系统,需综合考虑柴油机排放性和经济性。最终确定在100%负荷工况时,EGR率控制在6.0%更加合理;75%负荷工况时,EGR率控制在8.0%更加合理;50%负荷工况时,EGR率控制在12.0%更加合理;25%负荷工况时,EGR率控制在18.0%更加合理。     

特征正交分解算法在船用电力电子防潮系统中的应用

本文考虑CFD在船用电力电子防潮系统计算CPU时间长和占用大量内存的缺陷,引入特征正交分解(POD)算法,使得原问题维数降低从而减少计算量和计算时间。然后分析POD降维原理,构造基函数并使用Galerkin投影,分析非定常的N-S方程基于POD的差分格式。最后将POD算法应用于船用电力电子防潮系统中并进行了仿真研究。结果表明:维数上降低了E3个数量级,降阶效果非常明显,并且数值模拟证明计算时间是全阶时间的0.93%,POD算法降维得到的POD-Galerkin计算结果和样本结果一致。     

航行中波浪水池的数值动力学研究

利用数值波浪水池进行船舶航行预报,是计算船舶水动力的重要方法。本文首先建立船舶水池的数值控制方程,然后利用网格划分对船舶周围的流场进行划分,最后利用Wigley-III船舶模型计算船舶在规则波中航行时受到纵向、垂向和纵摇力矩的系数,将其与势流理论(3D-BEM)和DUT计算方法相比较。     

卡西姆港燃煤应急电站卸煤码头港池水域平面布置优化

针对复杂水域条件下大型散货码头的水域平面布置,基于卡西姆燃煤应急电站码头工程项目,根据对周边已建工程、红树林以及水动力等主要影响因素的深入分析提出初步平面方案,并通过船舶操纵模拟试验对平面布置及相关尺度进行优化,合理确定本工程平面布置方案。结果表明,本工程的建设对周边影响较小,水域尺度能够满足船舶通航及靠离泊要求,水域平面布置合理。     

道路监控补光灯对青年驾驶员夜间行车安全影响研究

为了研究夜间环境道路监控补光灯对青年驾驶员驾驶行为的影响，考虑不同光照强度和是否存在行人横穿道路行为2个变量，通过UC-win/Road软件设计城市道路仿真场景，采用驾驶模拟器开展试验，并结合眼动仪、生理记录仪采集青年驾驶员的视觉、生理及驾驶操作3种特性指标。再利用重复测量方差分析方法，分析变量对青年驾驶员的3种特性的影响及其显著性水平。结果表明:①无论是否存在行人横穿道路行为，随着光照强度的增加，青年驾驶员的注视时间、瞳孔面积变化率及脑电(α+θ)/β均减小，心率增长率、制动踏板深度比例及制动反应距离均增加，表明光照强度越大对青年驾驶员的视觉、生理、驾驶操作特性越不利；②在存在行人横穿道路行为时，光照强度对青年驾驶员的视觉、生理及驾驶操作特性的影响更加明显；③当光照强度小于50 lx时，脑电(α+θ)/β和驾驶操作指标变化较缓，而光照强度大于50 lx时，脑电(α+θ)/β指标下降显著，变化率大于10%，其数值低于3.70，表明青年驾驶员产生情绪波动，警觉性显著增大，制动踏板深度比例显著增大，其数值大于0.55，制动反应距离超过13.40 m，制动操作力度较大，操作稳定性降低，且避让行人的成功率显著降低，不利于夜间行车。因此，建议道路监控补光灯的光照强度宜小于50 lx。      

LNG码头应急通道与应急锚地研究

本文针对LNG应急逃离情况以及国内LNG应急锚地使用现状,总结分析国内、外LNG应急锚地布置情况;结合江苏滨海LNG码头通航条件,提出LNG应急通道及应急锚地三种布置方案,通过操船模拟试验论证比选并得出结论,供类似工程参考。     

岩溶超前探测技术及其对隧道稳定性影响分析

岩溶是山岭隧道施工过程中最常见的地质灾害之一，其极易因不同位置、不同规模的溶洞而影响隧道整体稳定性，导致隧道支护结构开裂、渗漏水等病害。为深入研究岩溶的超前探测技术及其对隧道结构稳定性的影响规律，结合丁家湾隧道的工程实例，全面分析其工程特性，利用地质雷达对掌子面前方溶洞情况进行精准探测，并利用数值模拟手段对不同工况下溶洞对隧道整体应力分布情况的影响进行研究。研究成果为岩溶隧道灾害处治提供了技术支撑。