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阻尼减振技术在推进轴系试验中的应用分析

噪声与振动控制 2024年第5期44卷 255-260页

作者：周兆华田佳彬雷晓薇王刚伟张雪冰王隽武汉第二船舶设计研究所武汉430064

推进器转子的激励力会通过轴系及艇体产生辐射噪声。阻尼减振是系统振动控制与优化中的一种重要手段,其本质是消耗振源传递的能量,进而降低结构振动响应。搭建轴系试验台架,以轴系振动加速度总值级为评价指标,分析加装颗粒阻尼吸振器和... 详细信息

推进器转子的激励力会通过轴系及艇体产生辐射噪声。阻尼减振是系统振动控制与优化中的一种重要手段,其本质是消耗振源传递的能量,进而降低结构振动响应。搭建轴系试验台架,以轴系振动加速度总值级为评价指标,分析加装颗粒阻尼吸振器和换装具有黏弹特性的高锰基合金材料基座的减振效果。试验结果表明这两种基于阻尼的减振方案对推进轴系均有一定的减振效果,可为推进器振动噪声控制提供技术支撑。

关键词：振动与波颗粒阻尼高锰基合金轴系试验

基于Rayleigh-Ritz法的含T型环肋及舱壁圆柱壳自振特性研究

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中国舰船研究 2024年

作者：张帅纪仁超朱杰李佩周福昌武汉第二船舶设计研究所

[目的]旨在基于Rayleigh-Ritz法研究不同边界条件下含T型环肋及舱壁圆柱壳自由振动特性。[方法]根据经典的Love壳体和薄板理论，建立圆柱壳以及舱壁的数学物理模型。采用欧拉-伯努利梁理论，将T型环肋视为离散单元，通过其截面形心与壳... 详细信息

[目的]旨在基于Rayleigh-Ritz法研究不同边界条件下含T型环肋及舱壁圆柱壳自由振动特性。[方法]根据经典的Love壳体和薄板理论，建立圆柱壳以及舱壁的数学物理模型。采用欧拉-伯努利梁理论，将T型环肋视为离散单元，通过其截面形心与壳体中面位移转角的关系，经坐标转换后建立其数学模型。选取改进傅里叶级数作为位移惩罚函数，统一圆柱壳-板-T型环肋的位移表达形式。引入惩罚函数，改变相应的弹簧刚度模拟舱壁柱壳间的连续条件及两端的边界条件。通过能量泛函得到耦合结构振动控制方程。[结果]通过与数值方法结果的对比，验证了所提方法的收敛性、准确性和可靠性。[结论]研究表明，T型环肋及舱壁数量、位置与耦合结构的自由振动特性关系密切，本文工作可对舰船工程设计及应用提供参考。

关键词：圆柱壳振动特性 T型环肋舱壁 Rayleigh-Ritz法改进傅里叶级数

IACO-GA-IPSO融合算法AUV三维全局路径规划

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舰船科学技术 2024年第18期 99-105页

作者：刘新宇赵俊涛佘莹莹张英浩武汉第二船舶设计研究所

为了解决传统蚁群算法收敛速度慢，易陷入局部最优，传统粒子群算法搜索精度差，初始路径不规则等问题，提出一种融合了改进蚁群算法（IACO）、改进粒子群算法（IPSO）和遗传算法（GA）的IACO-GA-IPSO路径规划算法。首先定义三维海洋环... 详细信息

为了解决传统蚁群算法收敛速度慢，易陷入局部最优，传统粒子群算法搜索精度差，初始路径不规则等问题，提出一种融合了改进蚁群算法（IACO）、改进粒子群算法（IPSO）和遗传算法（GA）的IACO-GA-IPSO路径规划算法。首先定义三维海洋环境模型，将工作空间沿Z轴方向划分成水平的栅格平面；其次建立多标准的路径优劣评价模型；最后由融合算法规划路径：IACO算法生成次优种群，GA算法优化种群多样性，IPSO算法快速收敛到全局最优。实验结果表明，融合算法能充分发挥每种算法的优点，克服种群规模和收敛速度的矛盾，优化初始种群，提高全局搜索能力、局部搜索精度和算法运行效率，加快收敛速度并避免陷入局部最优路径。

关键词： AUV三维路径规划融合智能算法改进蚁群算法改进粒子群算法遗传算法

挠性接管长度对管路隔振效果影响趋势与试验研究

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噪声与振动控制 2024年第5期44卷 199-202,237页

作者：程利陈明武汉第二船舶设计研究所武汉430205

系统管路是船舶的主要噪声源之一,采用挠性接管是降低管路振动噪声传递的主要手段。为提高挠性接管的隔振效果,开展挠性接管长度对管路系统振动传递影响的理论分析和试验研究。研究表明,加长挠性接管有利于提高管路衰减的振动量级,但对... 详细信息

系统管路是船舶的主要噪声源之一,采用挠性接管是降低管路振动噪声传递的主要手段。为提高挠性接管的隔振效果,开展挠性接管长度对管路系统振动传递影响的理论分析和试验研究。研究表明,加长挠性接管有利于提高管路衰减的振动量级,但对低频段振动衰减效果有限。研究结论对合理选择挠性接管长度和开展管路系统的低噪声设计具有重要意义。

关键词：振动与波船舶管路挠性接管振动传递隔振效果

基于壁面模化大涡模拟的SUBOFF壁面脉动压力特性分析

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中国造船 2024年第2期65卷 189-197页

作者：和康健潘治赵伟文万德成上海交通大学船海计算水动力学研究中心(CMHL)船舶海洋与建筑工程学院上海200240 武汉第二船舶设计研究所武汉430205

采用壁面模化大涡模拟方法,通过近壁面边界层内层流动的壁面应力模型模化处理以及边界层外层和远场流动直接数值求解,对均匀来流中的SUBOFF潜艇主体模型周围的流动进行数值模拟。分析模型平行中体监测点处的壁面脉动压力特性,获得壁面... 详细信息

采用壁面模化大涡模拟方法,通过近壁面边界层内层流动的壁面应力模型模化处理以及边界层外层和远场流动直接数值求解,对均匀来流中的SUBOFF潜艇主体模型周围的流动进行数值模拟。分析模型平行中体监测点处的壁面脉动压力特性,获得壁面脉动压力的自功率谱密度曲线。平行中体区域的湍流边界层发展较为充分,不同测点处的脉动压力自功率谱密度变化基本相同,随频率增加而逐渐降低。

关键词：湍流边界层壁面脉动压力壁面模化大涡模拟 SUBOFF

航速对水下回转体首部流场脉动特征影响的数值分析

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中国造船 2024年第2期65卷 205-215页

作者：孟欣欣周福昌曹留帅万德成上海交通大学船海计算水动力学研究中心(CMHL) 船舶海洋与建筑工程学院上海200240 武汉第二船舶设计研究所武汉430205

针对水下回转体近壁面流动和脉动压力开展研究。首先综述了水下回转体近壁面数值模拟方法的研究现状,然后采用壁面模化大涡模拟方法模拟不同来流速度下水下回转体近壁面的湍流特性和壁面脉动压力,对涡结构、轴向速度和脉动压力等进行分... 详细信息

针对水下回转体近壁面流动和脉动压力开展研究。首先综述了水下回转体近壁面数值模拟方法的研究现状,然后采用壁面模化大涡模拟方法模拟不同来流速度下水下回转体近壁面的湍流特性和壁面脉动压力,对涡结构、轴向速度和脉动压力等进行分析比较,并研究回转体首部湍流特性,最后探究不同入流条件对首部边界层内流动影响的机理。

关键词：水下回转体壁面模化大涡模拟湍流动能壁面脉动压力

基于动量源与精细多孔介质的堆芯特征组件域CFD计算分析技术研究

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核技术 2024年第7期47卷 135-147页

作者：张历轩陈广亮田兆斐殷新立钱浩孙大彬哈尔滨工程大学核科学与技术学院哈尔滨150001 武汉第二船舶设计研究所武汉430205

堆芯计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)对确定堆芯薄弱环节、优化特征结构、提升安全及经济性等具有重大意义。典型压水堆燃料组件存在大量带交混翼片格架,导致存在网格数量激增、网格划分困难、求解难以收敛等问题。目... 详细信息

堆芯计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)对确定堆芯薄弱环节、优化特征结构、提升安全及经济性等具有重大意义。典型压水堆燃料组件存在大量带交混翼片格架,导致存在网格数量激增、网格划分困难、求解难以收敛等问题。目前基于流固作用机理所建立的动量源模型未考虑交混翼背流侧低压区对流体的影响,预测交混翼下游域轴流分布误差较大,此外在识别交混翼片固体域、添加动量源项时较为困难。为此本文提出了一种基于精细化多孔介质和动量源的联合仿真方案来模拟5×5带交混翼片棒束通道冷却剂流动,该方案中的域识别技术可以精确定位流体域中交混翼片所在位置,并基于格架前端及交混翼片迎流与背流侧的流固作用机理,建立多孔介质和动量源模型。该方案在格架域,采用精细化多孔介质模型,提高原格架固体所在流域局部阻力系数,相较于在格架域施加动量源项,其数值稳定性更好。而在交混翼域,对动量源方案进行了优化,优化后的动量源模型考虑到了交混翼片背流侧低压区对流体的作用,其仿真交混翼下游的速度分布和传热更准确。该方案可以在网格生成的过程中无须考虑格架、交混翼片的几何特征,从而实现全结构化网格建模、CFD求解耗时短、对网格数量不敏感,鲁棒性较优。通过与实验及贴体网格仿真结果对比,验证了该方案仿真阻流、流动、交混、涡流、传热的有效性。同时仿真5×5棒束通道时可减少90%的网格数量和60%的计算耗时。此外,由于棒束通道交混翼在轴向和周向都是规则排列,因此本文开发的动量源方案通过调整坐标即可适用于更大流体域的燃料组件。

关键词：棒束通道交混翼域识别动量源多孔介质

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低温对NaI(Tl)探测器的性能影响研究

核电子学与探测技术 2024年第3期44卷 528-535页

作者：王虎生左亮周闫洋洋江灏武汉第二船舶设计研究所武汉430205

本研究详细测试了在-40~20℃温度变化下,NaI(Tl)探测器对^(60)Co的能谱响应的峰位移和能量分辨率的变化,以及探测器输出脉冲信号的性能参数的变化。在从20℃下降至0℃的过程中,能谱呈现向右的漂移,随后从0℃继续下降时,表现为向左漂移。... 详细信息

本研究详细测试了在-40~20℃温度变化下,NaI(Tl)探测器对^(60)Co的能谱响应的峰位移和能量分辨率的变化,以及探测器输出脉冲信号的性能参数的变化。在从20℃下降至0℃的过程中,能谱呈现向右的漂移,随后从0℃继续下降时,表现为向左漂移。在-20~20℃的范围内,^(60)Co能谱的1.33MeV峰位偏移量较小,不超过3.2%。然而,当温度低于-20℃时,峰位明显向左移动,在-40℃时,偏移量最大,达到24.86%。与此同时,温度下降导致NaI(Tl)探测器的能谱能量分辨率变差,从20℃下降至-40℃,^(60)Co能谱的1.33MeV峰的能量分辨率从5.20%上升至8.67%。此外,输出脉冲的脉宽随温度下降呈现逐渐增加的趋势,探测器的计数率上限随着温度下降逐渐降低。最后通过采用相对峰位校正的方法,成功对低温下的温度漂移进行了校正,确保了在不同温度下γ射线特征峰位置的一致性。这些研究结果对于提升NaI(Tl)探测器在低温环境中的性能和应用具有重要意义。

关键词： NaI(Tl) 低温能谱漂移 γ能谱 ^(60)Co

基于热管堆的超临界二氧化碳核动力系统参数设计与优化研究

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工程热物理学报 2024年第4期45卷 1069-1075页

作者：戴春辉郭斯茂宋苹赵振兴柯志武武汉第二船舶设计研究所热能动力技术重点实验室武汉430205 浙江大学核科学技术研究中心杭州310007 中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

为获得超临界二氧化碳动力系统最优设计参数,本文建立了热力分析模型和主要设备模型,开展热管式反应堆为热源、简单回热架构的超临界二氧化碳发电装置系统参数性能分析和多目标参数优化设计。形成1 MW(e)输出功率的发电装置系统参数最... 详细信息

为获得超临界二氧化碳动力系统最优设计参数,本文建立了热力分析模型和主要设备模型,开展热管式反应堆为热源、简单回热架构的超临界二氧化碳发电装置系统参数性能分析和多目标参数优化设计。形成1 MW(e)输出功率的发电装置系统参数最优解集,并开展系统敏感性分析。研究结果表明提升系统参数可达到提升系统循环效率的目的,但同时也增加了设备尺寸规模,对提升紧凑性不利,各主要热力参数对系统效率和体积的敏感性相差较大。最终优化解的选择可从本文最优解集中,按可布置空间大小选取,从而获得兼顾效率和紧凑性的最优设计参数。

关键词：热管堆超临界二氧化碳系统热力参数