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碰撞冲击载荷下船用LNG燃料罐的结构强度评价

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舰船科学技术 2024年第6期46卷 38-42页

作者：温小飞聂钰明汪家政郁惠民浙江海洋大学船舶与海运学院浙江舟山316022 舟山长宏国际船舶修造有限公司浙江舟山316052

针对LNG燃料船舶在碰撞事故发生情况下的LNG燃料罐结构安全问题,应用有限元方法建立有限元分析模型,并参照规范形成碰撞载荷计算及加载、结构强度评价等方法,提出碰撞冲击载荷作用下船用LNG燃料罐结构安全评价的解决方案。以18 m~3船用... 详细信息

针对LNG燃料船舶在碰撞事故发生情况下的LNG燃料罐结构安全问题,应用有限元方法建立有限元分析模型,并参照规范形成碰撞载荷计算及加载、结构强度评价等方法,提出碰撞冲击载荷作用下船用LNG燃料罐结构安全评价的解决方案。以18 m~3船用LNG燃料罐作为研究对象进行仿真计算分析,评估碰撞载荷作用下LNG燃料罐筒体、封头、内外容器间的支撑结构及鞍座等部件的应力水平和总体结构安全状况。结果表明,该船用燃料罐各构件应力均小于规范中的许用值,强度满足要求,符合行业规范,验证有限元分析方法在LNG燃料罐结构强度评价的可行性;内容器是工况条件下最容易失效的结构,其最大应力可达123.63 MPa,与许用值相差13.07 MPa。

关键词： LNG燃料罐结构强度有限元分析方法

燃料电池船舶复合供能系统控制策略设计与仿真

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造船技术 2024年第2期52卷 1-7,56页

作者：温小飞李江凡周枫詹志刚浙江海洋大学船舶与海运学院浙江舟山316022 浙江省海洋开发研究院浙江舟山316021 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室湖北武汉430070

针对燃料电池船舶复合供能系统中的燃料电池功率波动问题和储能单元电池荷电状态(State of Charge, SOC)极端分化问题,依据系统拓扑结构,提出基于负载功率频率分解与模糊逻辑控制法相结合的复合供能系统控制策略设计。采用实例仿真验证... 详细信息

针对燃料电池船舶复合供能系统中的燃料电池功率波动问题和储能单元电池荷电状态(State of Charge, SOC)极端分化问题,依据系统拓扑结构,提出基于负载功率频率分解与模糊逻辑控制法相结合的复合供能系统控制策略设计。采用实例仿真验证该设计的优势。结果表明,该设计可有效保持燃料电池输出功率平滑,对储能单元SOC具有良好的均衡控制效果。

关键词：燃料电池船舶复合供能系统控制策略复合储能系统负载功率频率分解荷电状态模糊逻辑

基于物联网的无人水面艇航行状态监测系统设计

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造船技术 2024年第1期52卷 19-27页

作者：温小飞王广哲周枫李同兰浙江海洋大学船舶与海运学院浙江舟山316022 浙江省海洋开发研究院浙江舟山316021 舟山市卓林船舶设计有限公司浙江舟山316000

针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)航行状态监测及试航性能评估试验中的参数获取问题,设计一套USV航行状态监测系统。以物联网(Internet of Things,IoT)3层架构为基础,设计小尺寸、低功耗的监测方案。以多源传感器和STM32微... 详细信息

针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)航行状态监测及试航性能评估试验中的参数获取问题,设计一套USV航行状态监测系统。以物联网(Internet of Things,IoT)3层架构为基础,设计小尺寸、低功耗的监测方案。以多源传感器和STM32微控制器作为感知层,以远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)网关及LoRa终端作为数据远程传输途径,以传输控制协议(TCP)作为数据远程传输协议,以云平台作为系统应用层,实现数据采集、传输和应用功能。基于监测系统要求,在应用层设置阈值实现航行状态预警功能。对系统功能及性能进行测试,结果表明,系统横、纵摇精度为±0.02°RMS,风速为(0.2±0.03)m/s,风向为±2.5°,所有监测参数技术指标均符合要求,且丢包率在通信距离小于1.4 km时为1.5%,较传统方法降低约22%。该系统可为进一步完善USV航行状态监测提供技术支持。

关键词：无人水面艇航行状态监测系统物联网多源传感器远距离无线电

“老龄”液氨储罐内表面腐蚀表征的样本制备及观测

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设备管理与维修 2024年第1期 123-126页

作者：赵华朱丹丹虞学军徐浩吉温小飞舟山市特种设备检测研究院浙江舟山316021 浙江海洋大学船舶与海运学院浙江舟山316022

“老龄”液氨储罐内表面封头及筒体两处特殊区域被腐蚀后,其表面几乎被锈层及氧化物覆盖,各种样本制备方法及传统的观测方式无法清晰表征分析其内部腐蚀状态。提出一套较为完整的样品制备工艺流程和扫描电镜观测方法,实现储罐特殊区域... 详细信息

“老龄”液氨储罐内表面封头及筒体两处特殊区域被腐蚀后,其表面几乎被锈层及氧化物覆盖,各种样本制备方法及传统的观测方式无法清晰表征分析其内部腐蚀状态。提出一套较为完整的样品制备工艺流程和扫描电镜观测方法,实现储罐特殊区域检测的快速取样、制样和观测辨析腐蚀成分。

关键词：液氨储罐腐蚀观测样本制备

极端管夹约束下FGSS冷箱管路的冷应力集中

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中国修船 2024年第2期37卷 40-44,49页

作者：温小飞童林海李同兰汪家政浙江海洋大学船舶与海运学院浙江舟山316022 浙江海骊达环保科技有限公司浙江舟山316052 舟山市卓林船舶设计有限公司浙江舟山316000 舟山长宏国际船舶修造有限公司浙江舟山316052

针对LNG动力船舶燃气供应系统(FGSS)冷箱的管路冷应力优化的不确定性问题,文章提出2个极端管夹约束条件的概念,并用于确定超低温管路的变形、应力2个参数极限值,构建明确的限值范围。同时,应用SolidWorks、ANSYS分别对FGSS冷箱管路进行... 详细信息

针对LNG动力船舶燃气供应系统(FGSS)冷箱的管路冷应力优化的不确定性问题,文章提出2个极端管夹约束条件的概念,并用于确定超低温管路的变形、应力2个参数极限值,构建明确的限值范围。同时,应用SolidWorks、ANSYS分别对FGSS冷箱管路进行了三维建模和有限元计算,考虑了管路和液体重力、温度载荷、压力载荷和不同的管夹约束等边界条件,进行了冷箱管路整体变形和应力分析。仿真结果表明:全部滑动管夹约束会导致部分冷箱管路形变过大,而全部固定管夹约束会导致部分冷箱管路冷应力过大。

关键词： LNG动力船舶管道应力有限元分析管夹

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大型冷库液氨储罐结构强度计算分析与校核

工业安全与环保 2024年第3期50卷 30-34页

作者：王虎强郑舟斌刘群芳温小飞浙江海洋大学船舶与海运学院浙江舟山316022 舟山市特种设备检测研究院浙江舟山316000 浙江国际海运职业技术学院浙江舟山316021

针对大型冷库液氨储罐的安全设计问题,应用SolidWorks、ANSYS分别对液氨储罐进行了三维建模和有限元计算,考虑了储罐自重、液货自重和内外压力载荷,进行了储罐整体变形和应力分析,并采用应力线性化方法重点考核了应力集中区域的强度情... 详细信息

针对大型冷库液氨储罐的安全设计问题,应用SolidWorks、ANSYS分别对液氨储罐进行了三维建模和有限元计算,考虑了储罐自重、液货自重和内外压力载荷,进行了储罐整体变形和应力分析,并采用应力线性化方法重点考核了应力集中区域的强度情况。仿真结果表明:储罐的最大应力集中在鞍座与罐体相连的附件,对应力集中区域进行线性化仿真计算后,一次局部薄膜应力和组合应力均在许用值范围内,满足《钢制压力容器——分析设计标准》(JB4732—1995)要求,为相关压力容器的设计提供了参考。

关键词：液氨储罐应力线性化强度评定

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基于AHP-熵权法的液氨储罐安全评价

工业安全与环保 2024年第2期50卷 36-39,44页

作者：聂钰明李屹东刘群芳何琦温小飞浙江海洋大学船舶与海运学院浙江舟山316022 舟山市特种设备检测研究院浙江舟山316021 浙江国际海运职业技术学院浙江舟山316021

针对液氨储罐运行安全评价难的问题,应用层次分析法(AHP)、熵权法基础理论,形成了液氨储罐的安全评价指标体系和模糊综合评价方法,从而构建了液氨储罐安全评价模型,实现了液氨储罐的安全等级评价。同时,运用该评价模型及方法进行了某大... 详细信息

针对液氨储罐运行安全评价难的问题,应用层次分析法(AHP)、熵权法基础理论,形成了液氨储罐的安全评价指标体系和模糊综合评价方法,从而构建了液氨储罐安全评价模型,实现了液氨储罐的安全等级评价。同时,运用该评价模型及方法进行了某大型冷库氨制冷企业液氨储罐安全等级评价,结果表明:该液氨储罐安全等级为Ⅴ级,存在安全风险,不宜继续使用,与该液氨储罐实际安全状况相符,验证了AHP-熵权法评价方法的可行性。

关键词：液氨储罐 AHP 熵权法模糊综合评价安全等级

船体简谐振动下PEMFC气体扩散-电化学反应的动态响应

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太阳能学报 2023年第1期44卷 459-466页

作者：温小飞邱阳詹志刚陈泽滔浙江海洋大学船舶与海运学院舟山316022 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)船舶适用性问题,建立船体简谐振动条件下三维单流道PEMFC计算模型,并以计算流体力学为主要研究方法,仿真研究PEMFC在船体简谐振动情况下的动态性能变化,并通过组分运输过程以及电化学反应对振动条件下PEMF... 详细信息

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)船舶适用性问题,建立船体简谐振动条件下三维单流道PEMFC计算模型,并以计算流体力学为主要研究方法,仿真研究PEMFC在船体简谐振动情况下的动态性能变化,并通过组分运输过程以及电化学反应对振动条件下PEMFC的动态响应进行内在机制解析。结果表明:简谐振动下PEMFC在经过初始阶段响应后,呈周期性输出规律;船体振动会显著影响PEMFC内部组分传热传质,导致电化学反应无法正常进行,PEMFC性能出现衰变趋势,甚至造成电池饥饿现象;当振幅不变时,振动频率的增大会加剧该现象。

关键词：质子交换膜燃料电池振动分析动态响应电化学反应饥饿传热传质

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质子交换膜燃料电池单电池振动响应分析

电源技术 2022年第8期46卷 903-906页

作者：温小飞陈泽滔詹志刚邱阳浙江海洋大学船舶与海运学院浙江舟山316022 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室湖北武汉430070

确定燃料电池的动态特性对于燃料电池的长期稳定运行有着重要意义。基于模态分析理论,使用有限元分析软件,以质子交换膜燃料电池单电池为研究对象,分析得到其前6阶固有频率和振型,并在模态分析的基础上对单电池进行谐响应分析,分析其X、... 详细信息

确定燃料电池的动态特性对于燃料电池的长期稳定运行有着重要意义。基于模态分析理论,使用有限元分析软件,以质子交换膜燃料电池单电池为研究对象,分析得到其前6阶固有频率和振型,并在模态分析的基础上对单电池进行谐响应分析,分析其X、Y、Z三个方向自由度的位移频谱特性。对比分析所得数据,得出单电池在振动环境中的危险频率点为1050和1830 Hz附近,该结果为单电池的设计与优化提供参考依据。

关键词：质子交换膜燃料电池有限元模态分析谐响应分析