频繁爆破下隧道内振动传播的数值研究

为揭示频繁爆破下隧道内振动传播衰减规律,文章以蒙华铁路段家坪隧道为工程背景,利用LS-DY NA建立了三维隧道模型,模拟分析了多次爆破下隧道内近区和中远区的振动传播规律。结果表明,质点垂向峰值振速随距离和爆破次数的增大而减小,少数振速有增大的现象;近区振动衰减较快,中远区振动衰减比近区缓慢;中远区a值比近区至少小12.5%,但整体上二者的a值随爆破作用次数的增加呈缓慢上升趋势;系数K随爆破作用次数的增加而降低,近区K值降低速率普遍大于中远区,且近区K值比中远区至少大29.1%;频繁爆破下,中远区比近区较符合萨道夫斯基经验公式。     

鱼雷发动机三组元比例控制器数值模拟

利用计算流体力学软件Pumplinx模拟鱼雷发动机中三组元比例控制器的内部流场,分析计算中不同压差情况下对比例控制器性能的影响,以及叶片与定子间间隙大小对于比例控制器性能的影响,同时对不同叶片数目下性能进行对比。计算结果表明:由于比例控制器为被动旋转马达结构,其转速和流量均随时间呈周期性脉动变化,随着工作压差增大,转速脉动幅度基本保持不变,而流量和扭矩脉动幅值增加;随着间隙增大,泄漏量增大,但流量、扭矩、转速脉动幅值大幅降低,出口流量较为平稳;叶片数目增多后比例控制器转速降低、排量降低。由计算结果推断出目前比例控制器的最优叶片数目为4。本文可为进一步研究比例控制器精度问题提供参考。     

船舶操纵模拟器上海洋山港港区三维视景仿真

针对船舶操纵模拟中的三维视景仿真的特点,开展船舶操纵模拟器中关于上海洋山港港区三维视景仿真的研究。以Google Earth提供的电子地形图像为基础,经过等高线和矢量化方法的处理,生成数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM),并利用Multigen Creator建立直观的上海洋山港港区三维地形模型,再利用Vega的三维视景渲染功能对其进行渲染和驱动。根据该方法建立的上海洋山港港区三维视景模型库在模型精细度、逼真度和实时运算等方面,都能满足船员实操练习所需的条件。     

干船坞气控卧倒门的仿真模型

深入了解干船坞气控卧倒门系统的动态特性,以便缩短坞门的设计周期,节约试验费用;运用机械系统动力学自动分析软件ADAMS,建立了干船坞气控卧倒门系统的动力学仿真模型。通过对仿真模型的运行表明:用所述的仿真模型研究干船坞气控卧倒坞门系统的动态特性是完全可行的。     

不同数值积分方式对海洋结构物疲劳裂纹扩展模拟结果的影响

海洋结构物的疲劳寿命预报是当前的研究热点,文章根据第二作者率领的课题组提出的海洋结构物疲劳寿命预报统一方法比较了疲劳裂纹扩展模拟的三种数值积分方法：逐周数值积分法、△N积分法和△a积分法,并分析了每种方法的适用条件。随后,以中心表面裂纹承受单向交变拉伸载荷的平板为例,分别运用三种方法计算了裂纹扩展寿命和最终裂纹尺寸。同时,研究了△N和△a取值不同对结果的影响。最后,综合考虑计算耗时和计算结果精度,给出了△N积分法和△a积分法的建议值,即△N/N≤1.0%,△a≤0.1 mm。     

高桩码头异常靠泊有限元仿真模拟

船舶大型化、靠泊作业频繁、管理漏洞以及某些不可抗力因素造成异常靠泊事故时有发生。目前,码头在异常靠泊情况下的受力及位移特性尚不明确,损伤评估缺乏理论基础,为使现场检测更有针对性,利用ANSYS有限元结构分析软件建立了受损码头的数学模型,考虑了桩土间相互作用及橡胶护舷对碰撞的缓冲作用。将模型碰撞损伤结果与码头实际受损情况进行对比,简要分析了碰撞中部分结构受力极值的相对关系和位移情况。结果表明：在该碰撞实例条件下,模型运行基本可反映异常靠泊发生时高桩码头结构损伤情况。     

波浪中船舶操纵性预报

为实现对全回转桨船操纵性的预报,根据船舶分离型运动模型的建模方法,考虑全回转桨在水平面上周转的灵活性与受力的特殊性,着重分析双桨受力,建立适用于全回转对转桨船模的MMG操纵运动数学模型;模拟船模进行PMM运动,求得水动力导数并采用四阶龙格-库塔法对操纵性常微分方程进行求解;对某工程船在静水中的回转运动和Z形操纵运动进行数值仿真预报,并将预报结果与自航模操纵性试验结果进行对比。结果表明,两者吻合度较高,验证了针对全回转对转桨船模所建立的船舶运动数学模型的有效性,可为全回转桨船的操纵性预报提供一种较为可靠且行之有效的方法。     

仿真技术在舰船动力装置生命周期中的应用研究

  目的  在充分分析舰船动力装置总体设计研究现状的基础上,指出现有动力装置设计方法中存在缺乏从多学科耦合角度进行仿真和优化,从而制约设计质量提高的问题,有必要开展动力装置多学科集成优化理论、方法及关键技术研究。  方法  建立舰船动力装置多学科集成优化设计系统框架,并对动力装置多学科优化技术、现代设计工具技术、协同仿真、支撑环境、设计软件开发等关键技术进行深入研究。  结果  给出了有效的解决方案。  结论  研究成果能为开展舰船主动力装置多学科集成设计优化提供一定的参考,同时为舰船动力装置设计水平的提高奠定一定的基础。     

小水线面双体船耐波性能CFD不确定度分析

  目的  为了提高航海模拟器中小水线面双体船（SWATH）的模拟精度,更好地掌握此类船舶的操纵特性,  方法  根据SWATH船型的运动特点,在MMG三自由度模型的基础上,较为完整地计入耦合的纵荡、横荡、艏摇、横摇及纵摇运动,建立SWATH的五自由度运动数学模型。基于此应用模型建立SWATH的实船数学模型,对该数学模型进行微分求解,仿真模拟SWATH的旋回运动、Z形运动,并进行定性分析。  结果  分析显示：仿真模拟结果符合SWATH操纵运动原理及实际运动特征,验证了数学模型的准确性。  结论  该模型可真实反映实船的运动规律,可应用于航海模拟器中。     

Assessment of energy-saving techniques in direct-current-electrified mass transit systems

Railway rapid transit systems are key stones for the sustainability of mass transit in developed countries. The overwhelming majority of these railway systems are direct-current (DC) electrified and several energy-saving techniques have been proposed in the literature for these systems. The use of regenerative-braking in trains is generally recognised as the main tool to improve the efficiency of DC-electrified mass transit railway systems but the energy recovered in braking cannot always be handled efficiently, above all in low traffic-density situations. Several emerging technologies as energy storage systems or reversible traction substations have the potential for making it possible to efficiently use train-braking. However, a systematic evaluation of their effect is missing in the literature.In this paper, a deep, rigorous and comprehensive study on the factors which affect energy issues in a DC-electrified mass transit railway system is carried out. This study clarifies what the actual potential is for energy saving in each situation. Then, a methodology to asses several energy-saving techniques to improve energy efficiency in DC-electrified mass transit systems is presented, constituting the main contribution of this paper. This methodology has been conceived to help operators in assessing the effect of railway-infrastructure emerging technologies in transit systems, so making it possible to shape planning, capacity, etc. It is stepped out in three basic movements. First of all, a traffic-density scan analysis is conducted in order to clarify the effect of the headway on system behaviour. Secondly, several traffic-density scenarios are simulated for a set of infrastructure-expanded cases. Finally, annual energy saving is evaluated by applying a realistic operation timetable. This methodology has been applied to a case study in Madrid Metro (Spain) to illustrate the steps of its application and the effect of several energy-saving techniques on this specific system. Results confirm that regenerative braking generally leads to an important increase of system energy efficiency – especially at high traffic-density scenarios. It has also been proved that infrastructure improvements can also contribute to energy savings and their contributions are more significant at low traffic densities. Annual energy results have been obtained, which may lead to investment decisions by carrying out an appropriate economic assessment based on cost analysis.The main results of the study presented here are likely to apply to other electric traction systems, at least qualitatively.