四桨船伴流场研究

与单桨船不同,四桨船各螺旋桨在运转过程中负荷不同.当前四桨船推进器的设计多以一个干扰因子来表征内外桨负荷差,而一个干扰因子难以反映内外桨负荷差产生的原因,因此往往给设计带来困难.本文使用CFD方法对四桨船内外桨负荷分配问题进行研究,首先以大连理工大学拖曳水池的PM06模型为基础进行不确定度分析,验证了该数值计算方法的准确性,然后对本文所研究的四桨船进行研究.结果表明四桨船內桨负荷大于外桨,且负荷差产生的原因主要有三个方面:(1)船体形状造成的船尾流场不均匀性对桨的影响;(2)内外桨在敞水中相互间产生的干扰;(3)内外桨之间的干扰在船尾不均匀流场中的合成.据此,本文将四桨船伴流分为三部分:原生伴流、干扰伴流和次生伴流,并计算了该船各部分伴流所占比例,以更好地指导四桨船的推进器设计.     

基于FEM+AML方法的船舶海底门水下辐射噪声预报分析

为了对船舶冷却海水系统水下辐射流噪声情况进行预报,本文以船舶海水冷却系统海水门为对象,采用FEM+AML(有限元和自动匹配层)技术,对不同海水门内部结构对其水下辐射噪声的影响进行对比分析.结果表明海水冷却系统海水门水下流噪声以低频为主,增加导板、增大海水总管入口流通面积等措施可改善海底门内流场,但造成海底门的流噪声辐射声压级增加.     

基于MATLAB的耙吸船施工方案优化软件的应用

针对耙吸船在浚挖水深较小、疏浚量较大、运距较远的航道作业时常常要浪费大量时间候潮的问题,开发基于MATLAB的耙吸船减载或候潮施工方案优化软件。该软件根据施工海域潮汐情况,预测耙吸船在候潮施工和减载施工2种工况下的生产率,从中选择更为高效的施工方案。同时,该软件可以精准计算挖泥时间,为施工人员提供更为合理的参考,在保障耙吸船安全施工的同时提高船舶施工效率。研究成果成功应用于马来西亚槟城吹填造地工程中,使施工周期缩短10%,生产率提高7%。     

透水性碎石丁坝绕流及块体受力的数值模拟

碎石丁坝常用于河道的水流调控,其水动力学特征是评估工程效应的重要依据。流固耦合数值模型可有效地用于模拟相关的水动力学过程,描述其力学特征。建立了带自由表面多孔介质水流模型和离散单元法相耦合的CFD-DEM数值模型,并依据试验数据对模型进行有效性及模拟精度的验证。利用该数值模型开展碎石丁坝绕流的数值模拟,研究结构透水性对局部流动和碎石体受力的影响。研究结果表明：1）随着丁坝透水性的增强,尾流区沿流向延长。2）不同坝体透水性条件下的主流区及尾流区的速度分布有明显的差异,但尾流区内的剪切流速的分布具有一定的相似性。3）丁坝结构受力分析显示,随着坝体透水性的增强,块体受力区域由坝头向坝身蔓延、受力区面积逐渐增大。     

高速铁路轮轨硬度匹配研究及方向探讨

针对我国高速铁路轮轨关系中钢轨磨耗小、车轮存在凹磨和多边形磨耗、车轮镟修周期短和维护成本高等问题,从轮轨硬度匹配角度,开展轮轨材质硬度摩擦磨损小比例试验、现场轮轨磨损规律测试试验、轮轨磨耗仿真计算等研究,对轮轨硬度匹配指标和方案进行探讨。研究结果表明,轮轨硬度比控制在1.00∶1.00以上,可有效减小车轮磨耗;提高车轮硬度,可抑制和减缓多边形磨耗的产生。建议适当提高我国应用车轮的硬度,推广我国自主研发的强韧性兼备高硬度车轮,延长车轮镟修周期,节约养护维修成本。     

钢轨电位与杂散电流综合抑制研究

在城市轨道交通直流牵引供电回流系统中,钢轨电位与杂散电流为回流系统中相互关联的参数,而钢轨电位限制装置(OVPD)与排流柜各自独立工作,互不协调。为进一步限制回流系统中的钢轨电位与杂散电流,需对OVPD与排流柜进行综合优化。分析了多区间情况下OVPD与排流柜的投入与退出对钢轨电位及杂散电流的影响,并提出了OVPD与排流柜综合优化方案。     

技术站广义配流问题模型与算法

根据列车解编顺序是否确定,将阶段计划中的广义配流问题分为广义静态配流问题和广义动态配流问题。以阶段内发出配流车数最多和车辆在站平均停留时间最短为目标函数,以列车解体开始时刻、车流分配、车流接续和列车编组开始时刻为约束条件,建立广义动态配流问题的多目标非线性混合整数规划模型。综合考虑优先排空、优先发送较近编组去向车流,模拟车站调度员编制阶段计划时的思维过程,设计搜索算法,解决广义静态配流问题(给定列车解编顺序的广义动态配流问题)。以有7个编组去向的某技术站为例,运用该算法可以在较短时间内得到列车解编方案和配流方案,表明了该算法的实用性和可行性。     

承受特殊活载的简支槽形箱梁结构设计

介绍涟源钢铁厂铁水运输专线上的一座64 m简支槽形箱梁的设计特点。该桥跨度大,与温福铁路线上的白马河特大桥跨度相同,共同创造了铁路简支梁跨度世界最大的记录;承受活载大,铁水罐车重力大约是中活载的3倍;温度受力复杂,罐车体外温度理论计算值为296℃,由于空气和桥梁的热工参数不易确定,难以计算车体移动热辐射在桥梁中产生的温度场。设计中采用下部弧形箱梁加上部翼墙的组合截面形式,以降低结构建筑高度,满足桥下净空要求。采用分段浇筑的施工方法,先浇筑箱梁后浇筑翼墙,具有组合结构的受力特征。针对该桥上述受力特点进行了详细的计算和分析,确定了合理的截面形式和尺寸,优化了预应力的张拉顺序,探讨了不同温度模式下桥梁的受力状况。设计表明,各项指标均满足相关规范要求,并有足够的安全系数,文中提出的计算方法和结论可供同类桥梁设计参考。     

复线电气化铁路直供牵引网载流能力的计算

研究目的:带回流线的直接供电方式在我国200km/h及以下客货共线铁路中广泛采用。随着运量的快速增长,复线电气化铁路的牵引供电能力已按满足同型列车以最小追踪间隔时分连续追踪运行进行设计,从而使牵引网电气负荷呈现出周期性。本文从周期性负荷的等效原理出发,对复线牵引网各种运行方式下的载流能力进行分析与计算,求得牵引网负荷合成的内在规律,为提高设计效率提供依据。研究结论:复线直供牵引网上下行分开供电时,供电臂上行(或下行)等效电流近似等于追踪间隔数与上行(或下行)列车平均电流的乘积;并联供电时供电臂上行(或下行)等效电流近似等于分开供电上行(或下行)等效电流的3/4加上分开供电下行(或上行)等效电流的1/4;上下行并联供电对供电臂载流能力的改善程度,随上下行电流的差距的增加而增加,最大改善程度为单面坡负荷条件下降低1/4;分区所等效电流主要与上下行列车电流的差距有关,当上下行列车电流大小相等时,分区所等效电流最小,当有一个行车方向无车或列车电流为零时,分区所等效电流最大并近似等于有车方向分开供电等效电流的1/4。     

基于双参数雨流法的地铁车辆转向架构架寿命评估

采用双参数雨流法对在线实测的地铁车辆转向架构架载荷时间历程进行计数统计,分离出完整的应力循环和半循环,表征了构架服役过程的随机载荷谱块。根据名义应力法理论及miner疲劳损伤累积理论,估算出了地铁车辆转向架构架的疲劳寿命。分析结果表明,测点处的寿命为13.4年左右。