船用光伏发电系统最大功率跟踪及自动跟踪控制研究

太阳能是一种新型的可再生清洁能源,资源丰富,对环境无任何污染,被越来越多的用在船舶上。搭载光伏发电系统的船舶具有经济性好、噪音低、振动小、安全性好及无污染等优点,已经得到了初步应用。为研究光伏发电系统在船舶上的应用,针对如何提高光伏发电系统输出功率,提高光伏发电系统的发电效率展开研究,重点对最大功率跟踪控制及自动跟踪控制技术的实现进行研究与分析。     

海底管道不平整度分析

海底管道不平整度分析是根据海底管道悬跨分析的结论,研究海底管道铺设在不平整的海床后其自由悬跨长度、悬跨高度以及自由悬跨产生的应力、应变是否满足要求。本文首先分析海底管道不平整度分析涉及参数,然后结合工程实例,对我国南海深水区复杂地质情况下一条预建海底管道不平整度进行分析评估,并提出合理的优化方法。本文的研究成果对今后类似海底管道不平整度分析有参考意义。     

水下滑翔机三维自由扰动分析

水下滑翔机以其低功耗、低成本和低噪声等优势在海洋科研、环境监测、资源探测和军事侦察等领域具有广阔的应用前景,文章分析水下滑翔机三维定常运动自由扰动过程各特征参数的运动模态、衰减速度和稳定性品质。通过对直线定常运动和螺旋定常运动的分析得到了水下滑翔机三维定常运动8个状态参数的变化特点。对水下滑翔机的设计和控制具有一定指导意义。     

超巴拿马型集装箱船球艏型线优化研究

为获得更优的EEDI指数,实现油耗降低,要求集装箱船型线设计方案在不同的速度点均满足阻力较优。以一艘超巴拿马型集装箱船为研究对象,在人工优化后型线基础上,利用数值优化集成系统,采用最优化技术、自由变形技术(FFD)和计算流体力学技术(CFD),对船体首部型线进一步优化。要在设计吃水下15~21kn速度段内,达到降低阻力的目的。模型试验和数值计算均证实这一多速度点数值优化比较成功。     

集装箱船型线多速度点的数值优化

为获得更优化的EEDI指数,集装箱船需要基于营运范围内的型线优化,以实现油耗降低。文章以某集装箱船为研究对象,利用数值优化集成系统,采用最优化技术、曲面自由变形技术(FFD)和计算流体力学技术(CFD),对船体首部型线进行优化。数值计算表明:所得到的优化型线高速段功率略有增加、低速段功率显著降低。     

风帆辅助推进船舶操纵可控区研究

加装风帆后的船舶在低速时的航行特性有别于无帆情形。为确保低速航行安全,基于MMG非线性运动方程,计算了有、无风帆情况下的船舶操纵可控区。运动方程中的船体水动力系数、舵模块参数等由经验公式得到,帆/船整体气动力系数由基于滑移网格方法的CFD手段获得。计算结果表明:不同帆攻角下的船舶自由操控区不同,通过合理的帆/舵联合操纵,可以扩大风帆辅助推进船舶低速航行的可自由操控区,增强其在风中的抗风能力。     

水下爆炸气泡脉动载荷影响因素分析

水下爆炸中的气泡脉动载荷是造成舰船总体毁伤的主要原因,气泡载荷的准确预报对舰船抗冲击设计研究具有重要意义。基于势流理论,建立考虑气泡迁移效应、自由表面效应的水下爆炸气泡脉动模型。通过不同药量和气泡沉深的算例,对迁移效应和自由表面效应这两种影响因素进行比较分析,详细讨论两种因素对气泡脉动的影响。最后,将气泡脉动载荷的数值计算结果与经验公式进行对比和验证,结果吻合良好。算例表明,考虑迁移效应、自由表面效应的气泡脉动模型可以对中场水下爆炸气泡脉动载荷提供较准确的预报。     

Fully nonlinear simulation for fluid/structure impact: A review

This paper presents a review of the work on fluid/structure impact based on inviscid and imcompressible liquid and irrotational flow. The focus is on the velocity potential theory together with boundary element method （BEM）. Fully nonlinear boundary conditions are imposed on the unknown free surface and the wetted surface of the moving body. The review includes （1） vertical and oblique water entry of a body at constant or a prescribed varying speed, as well as free fall motion, （2） liquid droplets or column impact as well as wave impact on a body, （3） similarity solution of an expanding body. It covers two dimensional （2D）, axisymmetric and three dimensional （3D） cases. Key techniques used in the numerical simulation are outlined, including mesh generation on the multivalued free surface, the stretched coordinate system for expanding domain, the auxiliary function method for decoupling the mutual dependence of the pressure and the body motion, and treatment for the jet or the thin liquid film developed during impact.     

船舶电站同步发电机调压系统H∞控制器的研究

船舶电站电压的稳定性主要取决于同步发电机调压系统的电压响应特性。为了抑制负荷的扰动，提高同步发电机调压系统的动态精度，本文将H∞控制理论应用于同步发电机调压系统的设计，将同步发电机调压系统的性能要求转化为标准H∞控制问题。计算机仿真实验结果表明，用H∞控制理论设计的控制器能有效地提高调压系统精度和抗扰动能力。