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基于边缘计算的船舶大型主动隔振系统分布式控制架构

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中国舰船研究 2024年第2期19卷 207-214页

作者：许万张世涛夏瑞东刘松湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 海军工程大学船舶振动噪声重点实验室湖北武汉430033

[目的]旨在解决现有主动隔振系统集中式控制架构可靠性低、抗风险能力弱、实时性低的问题,结合隔振系统与边缘计算研究现状,设计一种基于边缘计算的船舶大型主动隔振系统分布式控制架构。[方法]首先,分析集中式与分布式控制方法的特点;... 详细信息

[目的]旨在解决现有主动隔振系统集中式控制架构可靠性低、抗风险能力弱、实时性低的问题,结合隔振系统与边缘计算研究现状,设计一种基于边缘计算的船舶大型主动隔振系统分布式控制架构。[方法]首先,分析集中式与分布式控制方法的特点;然后,对控制系统整体架构进行研究,设计系统的层次结构与整体架构,将其划分为云、边和端3个层次,并详述各层的架构设计与联系;最后,设计实验平台,通过实验测试系统的可靠性和实时性。[结果]结果表明,所设计的系统架构在突发状况下依然正常运行、稳定可靠,可将时钟同步偏差缩小到1μs,提高了系统实时性。[结论]该系统架构设计合理、高效,可有效提升隔振系统的可靠性、抗风险能力和实时性。

关键词：主动隔振控制架构可靠性实时性边缘计算

带分段限位刚度的双向限位单层隔振系统冲击动力学理论模型研究

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中国舰船研究 2024年第2期19卷 107-112页

作者：陈谦肖邵予张冠军武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063 中国舰船研究设计中心武汉430064

[目的]针对在冲击激励作用下带限位器的隔振系统刚度呈非线性变化的问题,开展冲击动力学理论模型及其抗冲击性能研究。[方法]首先,利用分段线性等效思想,建立带分段线性刚度限位器的双向限位单层隔振系统冲击动力学理论模型;然后,利用... 详细信息

[目的]针对在冲击激励作用下带限位器的隔振系统刚度呈非线性变化的问题,开展冲击动力学理论模型及其抗冲击性能研究。[方法]首先,利用分段线性等效思想,建立带分段线性刚度限位器的双向限位单层隔振系统冲击动力学理论模型;然后,利用解析法对理论模型进行解析求解,并与不同冲击工况下的有限元法冲击响应进行对比验证。[结果]在不同的冲击工况下,动力学理论模型的解析解与有限元数值解具有高度的一致性。[结论]通过对比分析,验证了带分段限位刚度的双向限位单层隔振系统冲击动力学理论模型及求解方法的准确性,可为带限位器隔振系统的工作原理与性能特点研究提供理论依据。

关键词：限位器分段线性冲击动力学模型有限元仿真

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内部结构对充水膨胀腔消声器声学性能的影响

噪声与振动控制 2024年第2期44卷 261-266页

作者：龚京风杨积壮宣领宽江致远郑文利武汉科技大学汽车与交通工程学院武汉430065

结构声耦合效应对充水消声器的声学性能具有重要的影响,利用频域有限元法,结合二维轴对称结构声耦合数值模型分析消声器内部声场,研究消声器内部插入管和环形挡板对膨胀腔水消声器声学特性的影响。数值研究表明:结构声耦合效应会使传递... 详细信息

结构声耦合效应对充水消声器的声学性能具有重要的影响,利用频域有限元法,结合二维轴对称结构声耦合数值模型分析消声器内部声场,研究消声器内部插入管和环形挡板对膨胀腔水消声器声学特性的影响。数值研究表明:结构声耦合效应会使传递损失的通过频率和峰值频率向低频移动,并压缩消声频段;插入管的结构声耦合效应导致传递损失曲线出现明显峰值,这与插入管的固有模态有关,增加插入管长度时,其一阶固有频率降低,峰值消声频率向低频移动,这有利于低频噪声的衰减;对比双级膨胀腔消声器,挡板会提高低频消声量,挡板厚度会对低频消声量产生明显的影响,但挡板的位置对低频消声量影响不大。

关键词：声学水消声器内部结构结构声耦合传递损失插入管环形挡板

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燃烧系统对汽油早喷压燃燃烧特性影响的模拟

内燃机学报 2024年第3期42卷 216-225页

作者：李金成段加全宫艳峰钱丁超郎茂春苏岩汽车振动噪声与安全控制综合技术国家重点实验室吉林长春130000 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130022

以ZR180单缸柴油机为原型,利用三维流体动力学软件CONVERGE建立仿真模型,研究不同燃烧室形状、进气道形状和喷油器位置对汽油早喷压燃发动机工作状态和燃烧特性的影响.计算结果表明:进气流动对汽油早喷压燃工作状态有明显影响,采用切向... 详细信息

以ZR180单缸柴油机为原型,利用三维流体动力学软件CONVERGE建立仿真模型,研究不同燃烧室形状、进气道形状和喷油器位置对汽油早喷压燃发动机工作状态和燃烧特性的影响.计算结果表明:进气流动对汽油早喷压燃工作状态有明显影响,采用切向进气道的发动机处于过渡态,动力性能降低,指示平均有效压力(IMEP)比螺旋进气道方案降低了13%;采用浅盆型燃烧室,放热率峰值和最大压力升高率峰值分别比ω型燃烧室提高了85%和120%,ω型燃烧室挤压区域的低温环境可能是导致该现象的原因之一.使用高面容比的ω型燃烧室,可提高缸内温度分层以拓展负荷,但IMEP降低;汽油早喷压燃燃烧特性对喷油器位置不敏感.

关键词：燃烧室形状进气道形状喷油器位置汽油早喷压燃

基于RBF-PSO算法的浮筏隔振系统性能优化及轻量化设计

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中国舰船研究 2024年

作者：徐明成肖邵予王汝夯张冠军武汉理工大学船海与能源动力工程学院中国舰船研究设计中心

[目的]为了解决工程中浮筏隔振系统轻量化设计过程工作量大、迭代周期长的问题，提出一种基于RBF-PSO多目标优化算法的轻量化设计方法。[方法]以板架式浮筏隔振系统为研究对象，基于Ansys APDL建立有限元模型并分析其隔振性能和抗冲击... 详细信息

[目的]为了解决工程中浮筏隔振系统轻量化设计过程工作量大、迭代周期长的问题，提出一种基于RBF-PSO多目标优化算法的轻量化设计方法。[方法]以板架式浮筏隔振系统为研究对象，基于Ansys APDL建立有限元模型并分析其隔振性能和抗冲击性能。通过试验测试浮筏的隔振性能与数值仿真结果对比，验证数值仿真结果的准确性；采用完全有限差分法，对浮筏隔振系统进行参数灵敏度分析，通过灵敏度分析结果选择设计变量，并基于RBF-PSO多目标优化算法对浮筏进行轻量化设计。[结果]研究结果表明：轻量化设计后，筏架质量为63.03 kg，相较于原筏架减重31.92%。同时，浮筏隔振系统的隔振性能提升了2.48 dB，设备的抗冲击性能也有所提升。RBF-PSO多目标优化算法优化值与数值仿真计算值误差小于1%。[结论]RBF-PSO优化算法可有效应用于浮筏隔振系统的轻量化设计中。

关键词：浮筏隔振系统灵敏度分析 RBF神经网络粒子群算法轻量化设计

加捻工艺对隔振器用芳纶纤维力学性能影响规律

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海军工程大学学报 2024年

作者：聂玉强胡晓阳王亲亲吴伟彬程晓林海军装备部北京郅航科技有限公司海军工程大学振动与噪声研究所海军工程大学船舶振动噪声重点实验室

针对隔振器用芳纶纤维材料力学性能提升需求，对以1500D对位芳纶纤维为基础的加捻线制品浸胶前后的力学性能和疲劳性能进行了分析，研究了捻度对芳纶纤维力学性能的影响规律。以兼顾高断裂强力、低断裂伸长率以及高断裂强力保持率为原... 详细信息

针对隔振器用芳纶纤维材料力学性能提升需求，对以1500D对位芳纶纤维为基础的加捻线制品浸胶前后的力学性能和疲劳性能进行了分析，研究了捻度对芳纶纤维力学性能的影响规律。以兼顾高断裂强力、低断裂伸长率以及高断裂强力保持率为原则，获取了针对1500D 1×3浸胶帘线产品初捻和复捻的最优化捻度参数，为各类隔振器件中的芳纶材料力学性能增强工艺提供技术支撑。

关键词：加捻捻度芳纶纤维断裂强力断裂伸长率

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船用坐墩长基座阻抗特性分析

舰船科学技术 2024年第12期46卷 22-29页

作者：张靖宇黄樟凯马环陈美霞王婷华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

为提高舰船隐身性能,本文对船用坐墩长基座结构开展研究。基于有限元法与工程估算公式相结合的方法,研究基座阻抗计算方法、基座位置变化对阻抗值的影响、基座三向阻抗特性、增加基座封板等对基座输入阻抗的影响。研究表明,基座阻抗计算... 详细信息

为提高舰船隐身性能,本文对船用坐墩长基座结构开展研究。基于有限元法与工程估算公式相结合的方法,研究基座阻抗计算方法、基座位置变化对阻抗值的影响、基座三向阻抗特性、增加基座封板等对基座输入阻抗的影响。研究表明,基座阻抗计算时,无论是采用单点激励、多点激励还是采用面载荷激励均对计算结果影响较小。基座阻抗值的大小除了与激励位置有关还与激励位置处是否存在较强边界条件有关。计算基座三向阻抗时,不同方向阻抗值的大小取决于轴向刚度与弯曲刚度的相对大小。此研究可为舰艇声学设计提供思路。

关键词：减振降噪基座阻抗三向阻抗基座封板

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敷设抗冲覆盖层的双层圆柱壳抗冲性能研究

中国舰船研究 2024年第S1期19卷 62-73页

作者：师子锋伍世杰殷彩玉刘敬喜赵应龙华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074 华中科技大学船舶和海洋水动力湖北省重点实验室湖北武汉430074 宜昌测试技术研究所湖北宜昌443003 海军工程大学振动与噪声研究所湖北武汉430033 船舶振动噪声重点实验室湖北武汉430033

[目的]旨在研究双壳体潜艇非接触水下爆炸下的抗冲性能,提出在壳体表面敷设抗冲覆盖层的防护方法,以内壳冲击响应为评价指标,研究不同敷设方式下的抗冲击效能。[方法]采用声−固耦合法,建立外流场−外壳体−舷间水−内壳体的非线性流−固耦... 详细信息

[目的]旨在研究双壳体潜艇非接触水下爆炸下的抗冲性能,提出在壳体表面敷设抗冲覆盖层的防护方法,以内壳冲击响应为评价指标,研究不同敷设方式下的抗冲击效能。[方法]采用声−固耦合法,建立外流场−外壳体−舷间水−内壳体的非线性流−固耦合冲击动力学模型,对内外壳外表面均敷设覆盖层(工况2)、仅内壳外表面敷设覆盖层(工况3)和仅外壳外表面敷设覆盖层(工况4)情况下的壳体冲击响应及覆盖层抗冲击效能进行对比分析。[结果]结果表明,对于工况2,内壳体迎爆面不同测点处的加速度、速度和位移峰值平均降低量分别达94.1%,81.2%和23.3%,周向和纵向微应变峰值平均降低量达67.7%和88.3%;对于工况3,相应值分别为60.4%,45.4%和−2.1%,以及34.6%和68.0%;对于工况4,相应值分别达86.7%,75.1%和20.3%,以及68.6%和77.8%。[结论]针对双壳体潜艇,在壳体上敷设抗冲覆盖层可有效降低内壳冲击响应,尤其是加速度和速度响应。在外壳体外表面上敷设覆盖层时的抗冲击效果更好。

关键词：双壳体潜艇水下爆炸抗冲覆盖层

燃料电池用离心式空压机抗性消声器设计及其消声效果分析

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汽车工程学报 2024年第4期14卷 706-714页

作者：沈瑶瑞鲍欢欢刘琦付建勤湖南大学机械与运载工程学院长沙410082 汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室重庆401122

基于计算流体力学耦合计算气动声学的方法,在不同空压机运行工况下分析了穿孔消声器的降噪效果,量化了消声器内的热声转化关系。结果表明,穿孔消声器的空腔厚度和穿孔率对高频组分声波的吸消声起着决定性作用。与低频声波相比,穿孔消声... 详细信息

基于计算流体力学耦合计算气动声学的方法,在不同空压机运行工况下分析了穿孔消声器的降噪效果,量化了消声器内的热声转化关系。结果表明,穿孔消声器的空腔厚度和穿孔率对高频组分声波的吸消声起着决定性作用。与低频声波相比,穿孔消声器对高频组分声波的消声效果更好;随转速的增加,穿孔消声器对高频组分声波的消声效果逐渐增强,而对低频组分声波的消声效果几乎无变化。对穿孔消声器内的热声转化分析表明,低转速运行工况下,消声器消声前后声振荡能量几乎全部转化为工质可用能,而在中高转速运行工况下,声振荡衰减的能量转化为工质可用能的比例较小。为设计出可以在宽运行工况下实现宽频降噪的消声器,高转速运行工况下低频组分声波的消声应该作为重点优化的目标,同时也要考虑低转速运行工况下消声器消声前后的热力学性能的改善。为降低离心式空压机的气动噪声提供了一种新的方法,为设计宽工况适应性的高效空压机消声器提供了理论基础。

关键词：燃料电池空压机抗性消声器不可逆损失