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舰船脉冲负载间谐波功率自适应补偿方法

中国电机工程学报 2024年

作者：贺佳昊余墨多黄文焘邰能灵祝彦兵电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 中船重工第704研究所

船载大功率脉冲负载运行会产生间谐波电流浪涌及功率冲击，导致发电机轴承振动、磨损甚至发生机械故障。为解决脉冲负载间谐波功率波动与脉冲参数定量关系不清以及不同脉冲参数下间谐波功率难以补偿的问题，提出舰船脉冲负载间谐波功率... 详细信息

船载大功率脉冲负载运行会产生间谐波电流浪涌及功率冲击，导致发电机轴承振动、磨损甚至发生机械故障。为解决脉冲负载间谐波功率波动与脉冲参数定量关系不清以及不同脉冲参数下间谐波功率难以补偿的问题，提出舰船脉冲负载间谐波功率快速跟踪自适应补偿方法，该方法能够根据间谐波功率定量关系快速响应脉冲负载冲击，实现对间谐波功率波动的补偿。建立脉冲负载间谐波功率波动幅度与脉冲负载周期、功率、占空比间的定量关系，得到其幅频特性函数；提出混合储能快速跟踪补偿方法，根据幅频特性函数获取波动频谱范围，并与功率谱分析结合确定滤波参数，经相位延迟处理后输出控制信号。利用RT-LAB搭建含脉冲负载的中压直流舰船微网模型，算例结果验证了间谐波功率定量关系的合理性，表明该方法能够实现混合储能的优化协调，自适应补偿间谐波功率波动，增强发电机运行可靠性。

关键词：脉冲负载间谐波功率舰船综合电力系统混合储能功率波动补偿

非定常自由面流动模拟的反扩散VOF算法研究

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船舶力学 2024年第5期28卷 663-675页

作者：李晓东吴乘胜王星王建春张亚英中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 中船重工奥蓝托无锡软件技术有限公司江苏无锡214082

VOF(Volume of Fluid)方法由于其良好的守恒性和网格适应性,且具有计算资源需求相对较小等优点,成为船舶水动力学领域自由面流动CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟的主流方法。但原始的VOF方法存在较为严重的界面扩散问题,导致模... 详细信息

VOF(Volume of Fluid)方法由于其良好的守恒性和网格适应性,且具有计算资源需求相对较小等优点,成为船舶水动力学领域自由面流动CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟的主流方法。但原始的VOF方法存在较为严重的界面扩散问题,导致模拟的界面厚度过大、空间分辨率不够,进而影响流场相关变量的计算精度,这一问题在非定常自由面流动模拟中尤为明显。本文针对上述问题,通过在VOF控制方程中引入人工对流项以达到抑制界面扩散、压缩界面厚度的目的,并采用隐式离散人工对流项的方式提高计算稳定性,形成了反扩散VOF算法。经Zalesak和剪切场等经典算例在不同数量网格下的测试验证,表明反扩散VOF算法能够大幅压缩界面厚度,同时明显减小质量误差。随后的三维无障碍溃坝算例和破舱进水算例,进一步证明了反扩散VOF算法在实际非定常流动模拟中能够更好地捕捉自由面并提高计算精度。

关键词：自由面 VOF方法人工对流项反扩散

基于阻力和伴流不均匀度的21万吨散货船线型优化

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中国舰船研究 2024年第4期19卷 241-246页

作者：程保国郝金凤强兆新中船重工船舶设计研究中心有限公司北京100081

[目的]基于船体绕流场计算分析,以阻力和伴流不均匀度为优化目标,对21万吨散货船线型进行优化设计。[方法]首先,借助计算流体动力学(CFD)工具对初始线型进行数值评估并计算船体绕流场,得到波形、压力分布、速度分布等流场特征。其次,根... 详细信息

[目的]基于船体绕流场计算分析,以阻力和伴流不均匀度为优化目标,对21万吨散货船线型进行优化设计。[方法]首先,借助计算流体动力学(CFD)工具对初始线型进行数值评估并计算船体绕流场,得到波形、压力分布、速度分布等流场特征。其次,根据CFD计算结果,构建优化策略,形成改型方案,并对改型方案进行CFD计算,评估阻力和伴流不均匀度优化效果。最后,开展优化后船型快速性模型试验,验证优化效果。[结果]CFD计算结果表明,改型相较于原型,有效功率降低了2.46%,伴流不均匀度降低了8.48%。模型试验结果表明,改型相较于原型,螺旋桨收到功率降低了3.49%。[结论]研究显示,所提出的优化方法可以获得阻力性能优良、伴流场均匀性好的船体线型,具有较强的工程适用性。

关键词：流场阻力伴流不均匀度散货船线型优化计算流体动力学

基于网络层次分析方法的飞行器装备作战效能评估方法研究

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模糊系统与数学 2024年第1期38卷 165-175页

作者：杨进慈颖宋健湖南第一师范学院电子信息学院长沙410205 北京跟踪与通信技术研究所北京100093 中船第七零九研究所中船重工(武汉)凌久电子有限责任公司武汉430074

针对飞行器装备作战试验效能评估指标体系中不同二级指标之间存在耦合关系且主观评价较强的问题,本文提出基于FANP(fuzzy analytic network process)和基于GC-ANP(greyclustering ANP)的飞行器装备作战试验效能评估方法.首先,以飞行器... 详细信息

针对飞行器装备作战试验效能评估指标体系中不同二级指标之间存在耦合关系且主观评价较强的问题,本文提出基于FANP(fuzzy analytic network process)和基于GC-ANP(greyclustering ANP)的飞行器装备作战试验效能评估方法.首先,以飞行器装备作战试验效能评估为主要研究对象构建作战效能指标体系,其中一级指标包括航程指标、突击指标、生存指标和武器指标。在作战效能指标体系的基础上进一步构建ANP模型结构,利用SuperDecision软件计算各级指标的指标权重,然后根据飞行器装备仿真试验大数据分别采用FCE模型和GC模型进行飞行器装备作战试验效能评价.最后通过对作战试验数据分析,验证了本文提出的基于FANP和基于GC-ANP的作战试验效能评估方法的合理性和有效性,可以为设备级作战鉴定试验设计和仿真试验评估提供可靠的理论参考。

关键词：飞行器装备作战试验效能评估网络层次分析法模糊综合评判法灰色聚类

燃气轮机核心部件耦合对高压涡轮气动换热特性的影响

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热能动力工程 2024年第6期39卷 67-72页

作者：李林琳刘勋中船重工龙江广瀚燃气轮机有限公司黑龙江哈尔滨150078 中国船舶集团有限公司第七○三研究所黑龙江哈尔滨150078

为研究压气机和燃烧室对高压涡轮性能的影响,对燃气轮机压气机、燃烧室、涡轮3大核心部件进行整机联合仿真,对带气膜冷却的高压涡轮气动性能及温度分布进行分析,并与针对涡轮单一部件的计算结果进行对比。结果表明:针对核心部件的计算,... 详细信息

为研究压气机和燃烧室对高压涡轮性能的影响,对燃气轮机压气机、燃烧室、涡轮3大核心部件进行整机联合仿真,对带气膜冷却的高压涡轮气动性能及温度分布进行分析,并与针对涡轮单一部件的计算结果进行对比。结果表明:针对核心部件的计算,各参数呈现出非均匀特征,主要体现在温度上,温度分布随主流的发展变化也更为明显,导叶通道内温度分布主要由入口温度分布决定;由核心机联算化学反应造成的物性差异导致的主流和冷气物性的变化对流场的影响并不明显,马赫数差异在2%以内,对温度的影响主要集中于叶片前缘及通道内近压力侧区域,温度场最终差别可以达到6%以上,分布趋势不变。

关键词：燃气轮机耦合计算高压涡轮气膜冷却

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某六缸曲轴连杆颈的表面裂纹分析

热加工工艺 2024年第7期53卷 151-154页

作者：刘岩潘恒沛张聪毅李志浩中国船舶重工集团公司第七二五研究所河南洛阳471023

某六缸曲轴在成品探伤过程中发现第5连杆颈表面存在裂纹,经过宏观分析、微观分析、能谱微区成分分析等对裂纹进行了综合分析。结果表明:原材料的残余缩孔是产生裂纹的主要原因,残余缩孔在后续的轧制、锻造以及调质过程中扩展呈裂纹形态... 详细信息

某六缸曲轴在成品探伤过程中发现第5连杆颈表面存在裂纹,经过宏观分析、微观分析、能谱微区成分分析等对裂纹进行了综合分析。结果表明:原材料的残余缩孔是产生裂纹的主要原因,残余缩孔在后续的轧制、锻造以及调质过程中扩展呈裂纹形态并延伸至表面。

关键词：曲轴探伤连杆颈缩孔淬火

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1561铝合金厚板力学性能不均匀性研究

热加工工艺 2024年第4期53卷 75-79页

作者：王腾达李利刘海彬袁晓冬张先锋王鹏云中国船舶重工集团公司第七二五研究所河南洛阳471023

以国产1561铝合金40 mm厚板材为研究对象,通过厚板拉伸、圆棒拉伸、布氏硬度、SEM等研究了不同批次40 mm厚1561板材的力学性能及微观组织。结果表明:当板材心部附近出现明显的析出带时,材料的塑性和强度明显下降,拉伸断口出现裂纹分层。

关键词： 1561铝合金厚板力学性能微观组织

Ti6321合金激光-MIG复合焊接接头组织和力学性能分析

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热加工工艺 2024年第1期53卷 53-57页

作者：穆壮壮高福洋余巍雷小伟中国船舶重工集团公司第七二五研究所河南洛阳471039

对6 mm厚的Ti6321钛合金板开展激光-MIG复合焊接试验,对焊接接头的微观组织和力学性能进行了测试分析。结果表明,焊缝区金相组织主要为粗大的β柱状晶和细小的针状α’相形成的网篮组织;热影响区金相组织分布不均匀,近焊缝区组织主要由... 详细信息

对6 mm厚的Ti6321钛合金板开展激光-MIG复合焊接试验,对焊接接头的微观组织和力学性能进行了测试分析。结果表明,焊缝区金相组织主要为粗大的β柱状晶和细小的针状α’相形成的网篮组织;热影响区金相组织分布不均匀,近焊缝区组织主要由针状马氏体α’相和等轴α相组成,而近母材区组织主要由等轴α相、针状马氏体α’相和少量残余β相组成。拉伸断裂发生在远离焊缝的母材处,抗拉强度均值为935 MPa。焊缝和热影响区的硬度明显高于母材,最高硬度值出现在熔合线附近。

关键词： Ti6321钛合金激光-MIG复合焊微观组织力学性能

增大立柱对DeepCwind半潜式平台影响研究

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舰船科学技术 2024年第4期46卷 98-102页

作者：刘振强张轲中船重工海为郑州高科技有限公司河南郑州450052 中国船舶集团有限公司第七一三研究所河南郑州450052

针对平台结构形式对半潜式平台的影响,关注增大立柱时的平台水动力性能变化情况,针对当前国际流行设计DeepCwind半潜式平台,进行增大立柱的结构改变。基于三维势流理论,利用AQWA对2种平台进行规则波的频域分析。并考虑在一定的风浪流联... 详细信息

针对平台结构形式对半潜式平台的影响,关注增大立柱时的平台水动力性能变化情况,针对当前国际流行设计DeepCwind半潜式平台,进行增大立柱的结构改变。基于三维势流理论,利用AQWA对2种平台进行规则波的频域分析。并考虑在一定的风浪流联合作用下的环境条件,对其进行时域分析。对其两者计算结果对比分析发现:增大立柱后,频域分析下的横荡和横摇、首摇自由度峰值提前且增大,高频段趋于一致,纵摇自由度在低频略低于原DeepCwind平台,而纵荡和垂荡方面相差不大。一定环境条件下的时域分析发现,增大立柱有利于抑制垂荡、纵摇两自由度方向的运动。

关键词：半潜式平台 AQWA 时域分析 DeepCwind 运动响应