基于数字孪生的舰船动力系统智能运维技术北大核心CSCD

[目的]为提高舰船动力设备的可靠性并降低维护成本,研究基于数字孪生的舰船动力系统智能运维技术及实现方法。[方法]首先,根据模块功能及结构体系需求,建立数字孪生特征的动力系统智能运维架构;然后,通过工况标杆库建立、控制参数智能寻优以及运行自优化,实现基于综合平稳度的智能控制技术;最后,根据基于知识、基于模型及基于大数据驱动的故障诊断方法,实现复杂系统综合故障诊断技术,形成以数字孪生为技术特征的动力系统智能运维体系。[结果]动力系统智能运维平台的应用案例验证了实现智能控制、故障诊断功能的可行性。[结论]研究成果可为舰船智能机舱的研究和设计提供参考。     

气凝胶在蒸汽动力舰船中的应用研究

通过理论计算,结合所选用的气凝胶材料厚度规格,初步确定了不同管径、不同温度下,气凝胶保温层的厚度;并通过试验验证了气凝胶的保温性能,根据所需包覆物体实际形状,制定相关施工工艺.     

斜流轴流组合式多级压气机气动设计与流场数值模拟

[目的]压气机是燃气轮机的核心部件之一,它直接决定了燃气轮机性能的优劣。斜流压气机是介于轴流压气机和离心压气机之间的一种形式,兼具离心压气机高压比和轴流压气机流通能力强的优点。[方法]采用一套通用于轴流、离心和斜流压气机的S2流面气动设计和任意中弧线叶片造型的程序,对某斜流+轴流组合式多级压气机进行气动设计,研究确定压气机的流道形式、环量分布,并对其进行叶片造型。在设计时,结合商用数值模拟软件对该组合式压气机进行流场数值分析。[结果]结果表明,该斜流轴流组合式压气机的各项参数均满足设计指标,压气机两级总压比和绝热效率分别达到4.3和88%。[结论]该斜流轴流组合式的压气机设计有如下难度:一是斜流级静子进口处马赫数较高,在斜流静子中控制气流流动的难度较大;二是为控制气流在斜流静子中的分离,斜流级静子弯度较小,导致轴流级处于较大的负攻角状态,斜流与轴流的级间匹配难度较大。     

陆上试验场蒸汽管路支吊架合理设置

对蒸汽管路支吊架的设计步骤和原则进行介绍,并结合具体的工程实例,对支吊架的热应力进行计算分析,明确蒸汽管道支吊架设计的实施步骤,从而使有关的工程技术人员和设计人员对蒸汽管道支吊架的设计有了清晰的了解。     

基于EMD-样本熵的轴流压气机喘振分析

轴流压气机作为燃气轮机安全运行的重要设备装置,它的稳定性直接影响燃气轮机的输出效率。因此如何快速准确判断并及时规避轴流压气机的喘振工况是燃气轮机优化设计的重点。本文提出一种基于轴流压气机已有传感器处理提取特征值后对喘振工况进行判断的新方法。首先对压气机的一维传感信号进行EMD分解升维后进行数据降维至数据本质维数上,再利用样本熵处理后提取特征信号从而对喘振工况进行判定。基于三级轴流压气机喘振进行喘振的诱导试验,实现压气机的喘振工况并且利用EMD-样本熵的方法对压气机的级间压力、出口压力进行分析对比。试验结果表明,此方法提取的特征值可以有效区分出压气机正常与喘振的工况,验证了方法的可行性,为轴流轴流机的故障预测提供基础。     

船用蒸汽蓄热器充汽过程的热工水力特性数值研究

采用考虑汽液两相蒸发与冷凝的两流体模型和热相变模型,基于CFX进行船用蒸汽蓄热器充汽过程热工水力特性数值研究。计算结果表明:充汽过程中,船用蒸汽蓄热器压力、温度均呈快速上升的变化规律;蓄热器汽水空间产生蒸汽射流及涡流效应;两流体模型和热相变模型能够准确描述船用蒸汽蓄热器充汽过程热工水力参数,为船舶蒸汽蓄热器的设计提供技术支撑。     

水润滑艉轴承高分子内衬材料摩擦学性能试验研究

为筛选摩擦功耗低,使用寿命长的优质轴承内衬材料,在采用材料试样试验与台架试验相结合的方法,在材料磨损试验机上对3种高分子材料进行试样试验,同时将3种材料分别制成尾轴承样件在台架上进行模拟试验.     

不同运行条件下船用蒸汽蓄热器充汽过程动态特性数值模拟

船用蒸汽蓄热器的充汽过程是复杂剧烈的汽液两相热质交换过程,具有瞬时充汽量极大、热负荷波动剧烈的特点,其充汽特性直接关系到舰船蒸汽动力系统的运行稳定性。根据船用蒸汽蓄热器的运行条件,采用考虑汽液两相蒸发与冷凝的两流体模型和热相变模型,进行不同初始水位和压力下船用蒸汽蓄热器充汽过程动态特性的数值研究。计算结果表明：在充汽流量一定的条件下,蒸汽蓄热器初始水位越高,导致蓄热器压力越小、蒸汽温度越低;蒸汽蓄热器初始压力越大,造成蓄热器压力越大、蒸汽温度越高;在充汽起始阶段,蒸汽蓄热器初始压力越大,蓄热器水位和压力波动越剧烈。