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波浪中艏外飘砰击压力时空分布模型试验研究

中国造船 2024年第4期65卷 15-23页

作者：司海龙顾学康胡嘉骏田超赵南耿彦超中国船舶科学研究中心

基于模型试验对一艘超大型集装箱船首外飘区域的砰击压力时空分布开展了研究，根据砰击程度和船体与波浪的相互作用方式归纳了4种表现类型，研究了典型工况下艏外飘区域砰击压力的时空分布特征。在此基础上，基于冲量定理，建立了艏外... 详细信息

基于模型试验对一艘超大型集装箱船首外飘区域的砰击压力时空分布开展了研究，根据砰击程度和船体与波浪的相互作用方式归纳了4种表现类型，研究了典型工况下艏外飘区域砰击压力的时空分布特征。在此基础上，基于冲量定理，建立了艏外飘区域砰击压力的简化计算方法，并对规则波中砰击压力的试验结果进行了不确定度分析。分析表明，艏外飘区域承受的砰击压力在不同位置的峰值差别较大，最大的峰值发生在艏柱上部左右两侧附近，可达4.11kPa；砰击迁移速度在水平方向远大于在垂直方向，简化后艏外飘区域的整个砰击过程持续时间约0.15 s，各测点砰击压力上升持续时间均值约为0.01 s，下降持续时间均值约为0.05 s；不同置信水平条件下砰击压力的不确定度与均值之比约为6%～18%。

关键词：艏外飘砰击压力时空分布模型试验不确定度

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面向深度调峰的汽轮机超音速喷嘴设计

工程热物理学报 2024年第6期45卷 1656-1662页

作者：甘益明黄畅彭世亮陈思远王卫良暨南大学能源电力研究中心珠海519070

“双碳”愿景下可再生能源电力快速增长,其随机波动性迫使火电机组深度调峰以实现电力平衡。然而常规火电机组调节级渐缩式喷嘴难以高效利用临界压比以下的大压差对应的理想焓降,是机组在低负荷工况采用滑压运行致使机组能耗急剧攀升的... 详细信息

“双碳”愿景下可再生能源电力快速增长,其随机波动性迫使火电机组深度调峰以实现电力平衡。然而常规火电机组调节级渐缩式喷嘴难以高效利用临界压比以下的大压差对应的理想焓降,是机组在低负荷工况采用滑压运行致使机组能耗急剧攀升的内在原因之一。本文以320 MW汽轮机常规调节级喷嘴为研究对象,开展面向深度调峰需求(20%~40%低负荷区间)的高效超音速喷嘴设计研究,并通过CFD模拟分析超音速喷嘴的低负荷区热力性能。研究表明,相比于常规喷嘴,设计的超音速喷嘴满足20%~40%负荷区间效率净增1.08%~8.40%;但受超音速喷嘴斜切结构影响,超音速喷嘴I的最优运行压力与设计值偏离了0.7 MPa。本文的研究成果可为火电机组深度调峰深度节能技术研发提供理论支撑。

关键词：深度调峰火电机组调节级超音速喷嘴数值模拟

一种基于区块链和动态代理模型的舰船数据应用方法

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中国造船 2024年第2期65卷 256-264页

作者：刘子祥程成洪华军赵峰中国船舶科学研究中心无锡214082

引入区块链技术以满足舰船设计研发工作对多方数据受控安全共享和应用的需求。根据数据管理和应用服务功能建立一套区块链底座,基于随机森林算法和动态样本法开发舰船阻力动态代理模型预报程序,实现程序与区块链底座的功能集成。以水面... 详细信息

引入区块链技术以满足舰船设计研发工作对多方数据受控安全共享和应用的需求。根据数据管理和应用服务功能建立一套区块链底座,基于随机森林算法和动态样本法开发舰船阻力动态代理模型预报程序,实现程序与区块链底座的功能集成。以水面舰船阻力数据为应用实例,模拟多方数据共享与应用场景。结果表明,论文方法能够实现设计功能,具备工程实用性。

关键词：区块链数据应用舰船阻力代理模型

基于重叠网格的潜艇自航模操纵运动数值模拟研究

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船舶力学 2024年第4期28卷 485-500页

作者：陈默张楠陈纪军黄苗苗曾柯中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

针对潜艇机动状态非定常运动数值模拟方法提升的实际需求,本文采用基于重叠网格的方法对潜艇六自由度耦合运动及各操纵面的独立运动直接数值建模,并利用滑移网格技术直接模拟艇后螺旋桨的转动,进行潜艇水下自航模的数值模拟方法研究。... 详细信息

针对潜艇机动状态非定常运动数值模拟方法提升的实际需求,本文采用基于重叠网格的方法对潜艇六自由度耦合运动及各操纵面的独立运动直接数值建模,并利用滑移网格技术直接模拟艇后螺旋桨的转动,进行潜艇水下自航模的数值模拟方法研究。通过开展潜艇自航模水下直航、水下回转、水平面Z形操舵、紧急倒车等典型工况的数值模拟,重点解决潜艇操纵状态下艇/桨/舵水动力耦合建模、自动舵的PD(proportional-derivative)数值控制实现等问题,建立基于重叠网格的潜艇自航模数值模拟技术途径。同时对潜艇操纵状态下艇体周围流动现象以及运动学与动力学参数时历变化过程进行分析,通过将典型运动参数数值模拟结果与水池物理模型试验结果进行对比,验证其工程预报实用性。研究结果可为潜艇操纵性和适航性预报与评估以及潜艇自航模模型试验技术完善提供技术支撑。

关键词：潜艇自航模重叠网格数值模拟

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层冰作用下直立圆柱结构冰载荷研究

船舶力学 2024年第2期28卷 169-178页

作者：余朝歌田于逵刚旭皓孔帅季少鹏王迎晖中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

层冰是冰区海工结构作业时遭遇的主要冰况之一,直立结构是海工结构的常见构型,因此,开展层冰作用下直立结构冰载荷研究对海工结构抗冰强化设计和安全评估具有重要意义。本文首先对层冰与直立结构作用过程进行概括分析。然后开展直立圆... 详细信息

层冰是冰区海工结构作业时遭遇的主要冰况之一,直立结构是海工结构的常见构型,因此,开展层冰作用下直立结构冰载荷研究对海工结构抗冰强化设计和安全评估具有重要意义。本文首先对层冰与直立结构作用过程进行概括分析。然后开展直立圆柱结构冰载荷的机理性试验,研究层冰的失效行为以及结构冰载荷的特征。最后基于黏聚单元模型和海冰软化本构开发层冰与结构作用模拟的数值仿真模型,对层冰的裂纹扩展和破碎过程进行模拟,同时利用试验数据对数值仿真模型的正确性进行验证。本研究工作可为结构冰载荷的数值和试验研究奠定重要基础,为冰区海工结构的设计建造提供技术参考。

关键词：层冰直立结构冰载荷模型试验黏聚单元模型

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海上旅游平台大跨度网壳结构强度分析

船舶力学 2024年第2期28卷 250-260页

作者：方春岳亚霖韦朋余张亦龙戴泽宇杨伟楠张欣玉中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

海上旅游平台大跨度网壳结构作为新型结构,目前还没有成熟的设计和强度分析方法。本文以网壳结构立柱间的相对位移为波浪载荷控制参数,基于设计波法和三维水弹性理论计算波浪载荷;以百年一遇的风速作为风载工况,采用k-ε湍流模型模拟风... 详细信息

海上旅游平台大跨度网壳结构作为新型结构,目前还没有成熟的设计和强度分析方法。本文以网壳结构立柱间的相对位移为波浪载荷控制参数,基于设计波法和三维水弹性理论计算波浪载荷;以百年一遇的风速作为风载工况,采用k-ε湍流模型模拟风场计算风载荷,利用面元积分法计算网壳结构等效节点载荷,建立大跨度网壳结构外载荷计算方法。在此基础上,以“海洋之心”旅游平台为算例,开展了网壳结构响应分析,获得了风载荷、波浪载荷及风浪联合作用下的网壳结构响应,对比分析了风载荷和波浪载荷对网壳结构响应的影响。

关键词：海上旅游平台大跨度网壳结构风载荷波浪载荷结构强度

某型舰船设备大负载复合材料支承冲击强度试验方法研究

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兵工学报 2024年第3期45卷 957-962页

作者：陈辉刘建湖陈学兵黄亚平蔡荣坤中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

舰船设备支承件的冲击特性研究受到各国海军的重视,然而超过常规冲击机能力范围的冲击载荷等要求,使得开展大负载支承件冲击强度试验成为难题。以某型动力设备的大负载复合材料支承为对象,采用水下非接触爆炸的方式,以标准浮动冲击平台... 详细信息

舰船设备支承件的冲击特性研究受到各国海军的重视,然而超过常规冲击机能力范围的冲击载荷等要求,使得开展大负载支承件冲击强度试验成为难题。以某型动力设备的大负载复合材料支承为对象,采用水下非接触爆炸的方式,以标准浮动冲击平台冲击环境为输入参数设计其冲击强度试验方法:在低速冲击条件下,通过保证冲击载荷、降低试验负载质量、提高系统安装频率的途径来设计试验装置,依据冲击谱和冲击载荷计算对应的试验冲击因子来设计强度试验工况,并得出了实际试验与设计参数之间因试验系统多个结合面对冲击载荷传递影响的折减系数。试验结果表明,复合材料支承承受的冲击载荷与要求值之间的偏差在5%以内,为今后开展类似试验提供了参考。

关键词：舰船设备支承件冲击强度浮动冲击平台冲击环境

正解符号化且运动解耦的2T1R并联机构拓扑设计与分析

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农业机械学报 2024年第5期55卷 449-458页

作者：沈惠平孔祥超李菊叶鹏达常州大学现代机构学研究中心常州213164

基于方位特征(POC)方程的并联机构设计理论与方法,设计了一种全部由低副组成、具有位置正解符号化且部分运动解耦的两平移一转动(2T1R)并联机构,并对机构的主要拓扑特征(POC、自由度、耦合度、运动解耦性)进行分析与计算;基于拓扑特征... 详细信息

基于方位特征(POC)方程的并联机构设计理论与方法,设计了一种全部由低副组成、具有位置正解符号化且部分运动解耦的两平移一转动(2T1R)并联机构,并对机构的主要拓扑特征(POC、自由度、耦合度、运动解耦性)进行分析与计算;基于拓扑特征运动学建模原理,导出机构符号式位置正解和反解;同时,由位置反解分析了机构奇异性,基于符号式位置正解求解了机构工作空间;根据基于虚功原理的序单开链法,对该机构动力学性能进行分析,计算得施加在3个驱动副上的驱动力;最后,对该机构应用于无人机操作及其安全着陆的动作原理进行了概念设计阐述。

关键词：并联机构拓扑分析运动学工作空间奇异性逆动力学

基于拥堵感知的自动化集装箱码头AGV充电策略

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计算机集成制造系统 2024年第7期30卷 2621-2630页

作者：马宁丽胡志华上海海事大学物流研究中心上海201306

为解决集装箱码头自动导引小车(AGV)作业过程中的拥堵、充电问题,以最小化AGV的完工时间为目标建立混合整数规划模型,提出分流拥堵路网分区中AGV的充电策略,并设计两阶段算法进行求解。第一阶段利用模拟退火算法优化AGV任务调度,第二阶... 详细信息

为解决集装箱码头自动导引小车(AGV)作业过程中的拥堵、充电问题,以最小化AGV的完工时间为目标建立混合整数规划模型,提出分流拥堵路网分区中AGV的充电策略,并设计两阶段算法进行求解。第一阶段利用模拟退火算法优化AGV任务调度,第二阶段对于最优的AGV调度,进一步利用基于Dijkstra的拥堵预测算法应用拥堵感知充电策略优化AGV充电任务调度。实验表明拥堵感知充电策略比排队等待充电策略和按需充电策略分别平均节约了5.94%和2.73%的作业时间、方差分别为4.08和3.09。拥堵感知充电策略提高了AGV的作业效率,且其有效性与路段利用率、最大拥堵系数密切相关。

关键词：自动化码头自动导引车调度充电策略拥堵预测模拟退火算法