基于Modelica的船舶凝汽器动态特性分析

为实现凝汽器的动态特性分析,采用模块化建模方法,运用Modelica统一物理建模语言以及Mworks仿真平台,根据凝给水系统的工作原理以及能量、质量守恒方程等,开发了热力系统模型库并建立凝汽器的仿真模型。利用所建立的模型,分析凝汽器在汽轮机排汽量以及循环冷却水流量阶跃变化等情况下的动态特性。结果表明,凝汽器内部参数变化情况与实际运行情况相符合,可为船舶动力系统的运行优化提供参考。     

多轴轮式工程机械动力学建模及制动性能仿真

为了预先掌握多轴轮式工程机械制动性能,指导制动系统设计,以某四轴轮式工程机械为对象,考虑了地面附着条件、质心位置、制动产生的轴荷转移等因素,进行了制动性能仿真研究。通过车轮坐标系与整车坐标系映射关系,对悬挂和车轮的小变形作线性假设,建立了整机在制动稳定极限状态下的动力学模型,利用MATLAB/Simulink分析附着系数、质心相对位置、制动初速度对制动距离的影响,并将仿真结果与试验结果进行了对比。结果表明：仿真结果与试验结果吻合良好;随地面附着系数和质心距离第Ⅰ轴中心线位置的增加,整车制动距离减小;随制动初速度和质心距离地面高度的提高,整车制动距离增加;相对静止状态,制动过程中第Ⅰ轴和第Ⅳ轴轴荷变化最显著。     

基于多领域建模的船舶凝给水系统虚实映射方法北大核心CSCD

[目的]传统的建模分析方法难以对船舶凝给水系统进行有效的在线监测和状态评估,因此,有必要针对船舶凝给水系统全寿期开展精准有效的虚实映射方法研究。[方法]在多领域建模的基础上,将机理模型与多源数据相结合,运用多领域物理建模语言Modelica与MWorks系统仿真平台构建凝给水系统的数字孪生模型,融合在线及离线数据、数值计算、仿真分析等方法,评估船舶凝给水系统运行状态特性。[结果]所建立的模型可对凝给水系统进行全工况的动态特性分析,静态分析误差小于2%,动态响应趋势与实际运行一致。[结论]所提方法实现了凝给水系统物理实体与数字孪生模型的虚实映射,可以为船舶热力设备健康管理奠定基础。     

远航船舶的备件配置方法研究

根据船舶远航时的特点,提出以可用度为中心的备件配置方法,配置模型和Monte Carlo仿真方法可综合考虑远航船舶装备的可靠性及维修性影响,相比于传统经验方法,能较好反映实际需求。     

基于多领域建模的船舶凝给水系统虚实映射方法

[目的]传统的建模分析方法难以对船舶凝给水系统进行有效的在线监测和状态评估,因此,有必要针对船舶凝给水系统全寿期开展精准有效的虚实映射方法研究。[方法]在多领域建模的基础上,将机理模型与多源数据相结合,运用多领域物理建模语言Modelica与MWorks系统仿真平台构建凝给水系统的数字孪生模型,融合在线及离线数据、数值计算、仿真分析等方法,评估船舶凝给水系统运行状态特性。[结果]所建立的模型可对凝给水系统进行全工况的动态特性分析,静态分析误差小于2%,动态响应趋势与实际运行一致。[结论]所提方法实现了凝给水系统物理实体与数字孪生模型的虚实映射,可以为船舶热力设备健康管理奠定基础。     

舰用锅炉炉膛性能优化设计研究

将舰用锅炉炉膛的优化设计问题表述为炉内辐射传热量最大化,炉膛体积最小化的多目标非线性数学规划问题.寻优中考虑了系统性能及运行要求等多种约束条件.介绍了优化计算方法,给出了最大传热量、最小体积,以及传热量和体积权衡最优条件下的计算实例.结果表明,本文提出的优化设计模型正确、有效.     

蒸汽排放系统蒸汽冷凝器动态特性仿真研究

  目的  基于船舶核动力装置蒸汽旁排系统的运行需求,开展旁排工况的动态特性分析及影响因素研究。  方法  根据蒸汽旁排系统的功能特点,建立蒸汽发生器、蒸汽系统、蒸汽旁路系统与主汽轮机匹配运行时的数学物理模型,分析汽轮机主汽阀速关、汽轮机甩负荷等极端工况下的动态运行特性和一、二回路的耦合匹配特性,验证仿真模型的精度和通用性。  结果  仿真结果表明：在旁排工况运行时,应根据船用反应堆的功率自调能力来选择合适的旁排阀、主汽阀及其匹配动作时间,并综合考虑蒸汽母管超压和汽轮机组超速等安全问题,同时应满足船舶其他设备的用汽需求。  结论  研究成果可为船舶核动力装置旁排工况的安全控制及旁排系统的优化设计提供参考。     

基于状态转移法的冷却水系统动态可靠性分析

  目的  对于共因失效（CCF）的可靠性分析,现有研究基本上都假设发生共因失效事件必将导致相关单元失效。该假设对于电子元器件是准确的,但是对于可靠度高、结构复杂的机械设备会出现状态缺失的问题。为此,通过理论推导,提出一种考虑概率共因失效（PCCF）的多状态可靠度计算方法。  方法  该方法将共因分为致命型和非致命型,且将每种共因的作用分解在各单元上,采用显式法建立各单元的通用生成函数（UGF）模型,分别采用现有方法和所提方法对单元独立失效与致命型概率及非致命型概率共因失效的计算结果进行对比。  结果  结果表明对概率共因失效假设具有正确性,提出的可靠度计算方法有效。  结论  相比传统的CCF分析法,采用PCCF分析法的可靠度计算结果准确度更高,能较好地解决单元和系统状态丢失的问题。     

船用汽轮机转子疲劳裂纹扩展寿命分析

分析汽轮机转子疲劳裂纹扩展寿命各种随机变量的统计分布规律和参数估计,给出计算裂纹扩展寿命的Monte-Carlo模拟仿真过程,运用Miner法则分析循环载荷下的疲劳裂纹扩展寿命评估方法,以某型转子的计算实例证明概率断裂力学方法的有效性。