喷水推进高速三体滑行艇数值自航研究

为了验证计算流体力学(CFD)方法预报滑行艇自由液面粘性流场的精确度,判断为某三体滑行艇设计的喷水推进器能否满足快速性要求,采用CFD方法对某喷水推进高速(1Fr_L1.8)三体滑行艇进行两相流的数值自航,并与试验值比较。运用切割体网格技术并基于RANS VOF求解,首先计算了五个不同速度下的裸艇阻力。结果表明:阻力系数最大误差8.3%,最小误差0.5%,达到了较好的计算精度;采用等推力系数法,在模型尺度下进行"滑行艇+喷泵"的数值自航,将结果推算到实尺度艇,结果表明该喷泵可以达到设计航速;高速航行时推力减额为负的主要原因是艇首尾压差阻力的显著降低。计算结果显示,考虑自由液面时滑行艇底部会出现不合理的水气分布,这影响到滑行艇的阻力性能和喷泵的推进性能,通过局部网格加密可以显著减少艇底非正常水气分布,但艇底气水层难以完全消除,这可能是CFD方法预报滑行艇阻力精度难以控制的原因之一。     

深海拖曳系统自稳定二级拖体姿态控制研究

二级深拖系统具有可控性强、母船扰动弱等优点,是重要的海洋探测平台。在实际工作中,二级拖体姿态稳定是保证探测数据准确的基本前提。本文以具有自主调节功能的二级拖体为例,对其姿态控制进行研究。首先建立了二级拖缆的“弹簧——阻尼”模型,并在此基础上建立了二级深拖系统的数学模型。其次根据该系统具有非线性、时变性等特点,设计了具有参数自修正功能的模糊自适应PID控制器,以实现在不同工况下对二级拖体的姿态进行控制。仿真结果表明,未加载控制器时,海况变化对拖体姿态有显著影响,其俯仰角和横滚角均会发生大范围波动。加载模糊自适应PID控制器后,拖体通过自主调节,能够使姿态波动控制在较小范围,从而满足工作要求,验证了拖缆数学模型的正确性和所采用的控制方法的可行性。     

基于ADRC的调距桨伺服控制系统设计

船舶调距桨推进系统具有典型的非线性和不确定性,以及柴油机、推进轴系和螺旋桨三者的强耦合性,并受到其执行能力的约束以及风、浪、流等的干扰,使得调距桨伺服控制系统的设计非常困难。本文建立了基于自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)的调距桨伺服控制系统数学模型,对自抗扰控制器的原理及参数整定进行了分析,采用Matlab/Simulink完成仿真程序的设计和研究,ADRC螺距控制与传统的PID螺距控制相比,具有良好的鲁棒性和稳定性,尤其在抗扰性能方面具有良好的控制效果。     

改进的锤击法测量原点阻抗

机械阻抗是机械系统特性的集中参数表示, 是解决机械系统耦合问题的一个重要工具。现有的机械阻抗方法有激振器激振传感器,冲击锤敲击实验结构等方法,但都有各自的局限性。本文提出了改进的锤击法测量原点阻抗。通过实验对比,对其可行性进行了研究,证明了此种方法可以快速并较为准确的获得结构的原点阻抗,具有工程实用性。     

自升式风电安装平台插桩过程中的耦合作用

以某自升式风电安装平台和其临近的固定平台为研究对象,探讨风电安装平台桩靴入泥带来的挤土荷载与环境荷载的耦合作用对平台桩基强度的影响。分析结果表明:在靠近泥面一定范围之内,在进行导管架钢桩设计时必须考虑挤土荷载与环境荷载的耦合作用,以满足导管架平台桩基的强度要求。     

应用于船舶压载水处理系统的自清洗过滤器技术

介绍了2种用于压载水处理系统的自清洗过滤器的工作原理和技术特点,并结合过滤器陆基试验的测试结果,对这2种自清洗过滤器在3种水质下的过滤效果和反冲洗效果进行分析和总结,结果可为压载水处理系统用的自清洗过滤器设计和选型提供一定参考。     

某调距桨装置螺纹联接松动分析

螺纹联接由于结构紧凑、便于拆卸等优点,广泛应用于各种机械设备结构中起到紧固件作用,但其松动问题也一直是工程上的一大难题。文章以某调距桨装置在航行过程中遇到的液压管路调节环的螺纹联接松动故障为研究对象,建立了调节环螺栓连接有限元分析模型,分析了交变载荷对螺栓松动的影响;从螺栓松动扭矩与螺栓结构参数关系入手,分析了螺纹结构参数对螺栓松动的影响规律,提出了防止螺栓松动的解决方法与防范措施。     

大型自航艏吹开体泥驳开发

开体泥驳是辅助大型挖泥船疏浚施工关键设施之一。针对国内研发的4 000 m3大型自航艏吹开体泥驳,分析泥驳通过左右两个半体开启快速卸泥、在浅水区域卸泥、通过溢流筒装置实现不同装舱高度溢流、通过艏吹装置进行吹岸作业等功能特点,提出此类型船设计的关键技术,解决了船舶开体状态稳性、液压缸及泥舱密封等一系列技术难题,掌握了大型自航艏吹开体泥驳核心技术,为同类型船的设计提供借鉴。     

囊式空气弹簧机械阻抗特性研究

根据小幅振动的线性叠加原理将囊式空气弹簧分成几个简单的可解析计算的规则区域,结合线性空气波动理论求解出空气弹簧内部声压场的分布。根据弹性薄壳无矩理论推导出旋转壳体状态向量的一阶常微分矩阵方程,利用齐次扩容精细积分法推导出壳体的传递矩阵,结合动力平衡方程求出空气弹簧在位移谐波激励下所受到的激励力,进而得出其机械阻抗。算例结果表明该方法合理可行,为运用近似解析法分析空气弹簧的阻抗特性提供了一种新的思路。     

水下视距无线光通信性能仿真与分析

水下无线光通信在海洋研究、水下工程建设等具有重要意义,并且随着通信技术的发展,对水下通信提出了更高的要求。本文通过组合反射体将光源的发散角扩大到360°,然后建立基于MANET和AODV的自组织通信网络,最后搭建仿真环境,进行网络不同节点数和节点移动速度不同时的性能仿真。