湍流风况下风电机组机舱近尾流的数值模拟研究

水平轴风电机组机舱风速是机组控制的主要信号参数。机舱风速受风电机组来流湍流与风电机组近尾流影响,变化复杂,对风电机组的优化控制有重要的影响。本文采用计算流体力学(CFD)方法,对湍流风况下风电机组机舱近尾流进行了详细分析。对比研究了稳态均匀风况和湍流风况下的近尾流的结构、机舱速度分布及其对风电机组总体性能的影响。研究发现,风电机组总体性能随湍流风况波动也呈现多尺度波动特征。湍流风况下,经过滤波后的机舱风速的时间序列和来流风速的时间序列体现出很强的相关性。对于湍流风况和稳态均匀风况,叶片/风轮旋转对风电机组机舱风速波动的影响最大。湍流风况会增加风电机组机舱风速的波动频率,增大波动的幅值,削弱风轮旋转对尾流和机舱风速的影响。湍流风况使得机舱周围的流动结构更复杂。稳态均匀风况与湍流风况下叶片吸力面叶根位置处都发生了分离流动,湍流强度增大了叶根位置处的流动分离。

5G与VR技术融合的机舱火灾应变平台开发

为开展船舶大型CO_(2)灭火系统、机舱灭火操作的训练,以集美大学教学实习船“育德”轮(载重吨6.4万t)为仿真对象,采用B/S架构,融合5G与虚拟现实(VR)技术优势,运用3DMax建模软件仿真“育德”轮大型CO_(2)灭火系统及机舱火灾场景,开发了船舶机舱火灾应急应变虚拟仿真平台。经2年多的教学实践情况,证实了该平台的适用性和成效性。

智能机舱验证平台设计与开发

智能机舱是近年来提出的概念,目前尚处于初级阶段,其功能,如数据采集、特征提取,以及故障诊断等的准确性尚缺乏规范性的验证手段。以某型内河船舶机舱动力系统为对象,基于NI LabVIEW软件平台和现场可编程门阵列硬件开发智能机舱验证平台,结合监测设备工作过程机理,按信号特征、通道,以及接口一致的原则,模拟输出柴油机、辅助发电机、齿轮箱和轴系等设备各类监测信号。通过开发的控制软件,可实现标准的、故障的和设备性能衰退的3类信号输出,为智能机舱系统数据采集、信号特征提取、监测诊断算法,以及健康状态评估算法的准确性和实时性提供验证平台。

智能船舶机舱设备健康状态评估技术及应用

针对船舶机舱设备健康状态评估方法和应用进行分析,并进行系统优化设计。引入故障树分析方法和多参数模糊评估方法,设计实现了船舶机舱设备健康状态评估系统。以某型号柴油机实验数据为输入,构建样本数据集,对系统的主要功能进行测试验证,验证结果表明,系统状态识别率达到90%以上,系统在柴油机主机健康平稳性评估方面取得了较好的效果。研究提出的船舶机舱设备的健康状态评估优化设计方案可为后续机舱设备健康状态管理提供参考。

汽车发动机舱自燃自动灭火控制系统的研究

燃油汽车发动机自燃现象会对汽车本身造成毁灭性的影响,因此须运用新的研究手段来解决发动机舱自燃问题。研发了一款发动机舱自燃灭火控制系统,该系统由SCT89C51微处理器控制模块、汽车发动机舱检测传输模块及报警和手动控制装置构成,主要通过采集发动机舱内的温度、烟雾和火焰等数据,对发动机舱内自燃现象精准灭火进行研究。结果表明,发动机舱自燃灭火控制系统主要通过监测传感器对发动机舱内动态进行实时监测,以实现精确灭火和早期预防的目的。当工作条件分别为温度、烟雾和火焰时,在别克英朗上分别进行8次和10次测试,发现报警装置启动和灭火系统启动效果分别达到87.5%和90.0%;本田思域和丰田卡罗拉在工作条件为温度和烟雾时,对其进行8次测试,发现报警装置启动效果均为75.0%;而工作条件为火焰工时,进行10次试验测试,灭火系统启动效果则均为80.0%。可见,该系统通过监测传感器采集发动机舱内的数据,从而实现报警装置和灭火系统启动,从而减少发动机自燃危及到乘车人的生命财产安全。

基于混合现实技术的船舶机舱集中操控试验装置设计与实现

文章提出一种基于混合现实(MR)的船舶机舱设备集中操控试验装置和管控方法,即时收集船舶机舱内数据,针对收集的数据建立数学模型,模拟舱内三维场景,从而对舱内设备实施控制。研究了基于MR的船舶机舱设备集中操控系统设计方案和方法,应用Faster R-CNN目标检测网络深度学习的船舶机舱设备状态指示识别框架与算法。从MR机舱设备集中操控流程、构建机舱三维模型及其优化、集中操控方法及其实操训练等环节的迭代研发,完成了MR机舱设备集中操控功能的测试验证。将混合现实技术应用于轮机设备操作、机舱资源管理等实践实训教学中,增强了船舱空间分析和可视化的交互效果。

基于AutoForm的轿车前机舱罩内板成型模拟研究

对轿车前机舱罩内板的拉延成型进行了深入分析,以AutoForm和UG为软件平台,利用CAD/CAE技术,从冲压方向、工艺补充面、结构工艺分析、拉深筋、压料面、工艺切口等方面入手,完成了该产品的拉延成型过程的数值模拟及模具的结构设计。结果表明,CAD/CAE技术是决定前机舱罩内板拉延成型分析与模具设计成功与否的关键因素,在大大优化了冲压成型工艺的同时,也避免了模具在试模及加工过程中可能会出现的一些关键问题,有效提高了模具制造的工作效率。

叉车发动机舱散热特性及空间布局优化仿真研究

叉车速度较低且发动机舱内部复杂,在叉车研发设计阶段,如何提高发动机舱散热能力,优化散热器性能已成为工程师关注的焦点。以某型号叉车发动机舱的散热特性为研究对象,建立了叉车发动机舱的实体模型,利用计算流体动力学方法,分析了发动机舱内温度场和流场。研究了风扇竖直方向位置、风扇相对聚风罩轴向嵌入度、风扇与散热器距离这3个关键因素对发动机舱散热性能的影响规律。利用多指标分析综合平衡法进行正交试验分析,获得了散热机舱内空间布局的最优方案,即上移风扇10 mm、风扇轴向嵌入度60%、风扇与散热器距离增加20 mm。该优化方案可以使水散热器散热量提高11.76%,液压油散热器散热量提高7.16%。

海上船舶智能机舱综述

随着科技的飞速发展,船舶工业正面临着前所未有的挑战和机遇。智能机舱作为船舶智能化技术的重要部分,正逐渐改变传统船舶的运行和管理方式。文章对船舶智能机舱的概念、技术、应用和发展趋势进行了综述,为相关领域的研究提供参考。

机舱环境5G信道传播模型及信号覆盖研究

针对机舱无线通信覆盖不全面、速度慢、不稳定等问题,该文基于射线跟踪方法构建了机舱环境第5代移动通信技术(5th generation mobile communication technology,5G)信道模型,并分析了信号覆盖能力及信道参数特性。首先,利用三角面元对真实的机舱环境进行三维几何重构,以降低射线跟踪方法获取信道参数的复杂度;然后,结合分簇算法构建5G信道传播模型,进而分析了机舱环境下5G信号覆盖和通信性能。仿真分析结果表明,簇功率偏移和簇时延偏移服从高斯分布,簇到达方位角和簇到达俯仰角偏移服从拉普拉斯分布,同时发现,机舱环境中的密集散射体是影响5G信号覆盖范围的关键因素。上述结论可用于机舱环境5G基站的无线通信信号覆盖预测和多径参数评估等领域。

一体化压铸铝合金前机舱轻量化设计与优化

当前汽车行业对低碳化和轻量化的需求日益增长,新型一体化压铸技术应用于车身,能够实现质量、生产成本和周期的下降,并减少碳排放,成为各大汽车主机厂商争相研究热点。本文将某乘用车传统钢制车身前端机舱结构替换成一体化压铸件,对铝合金一体化前机舱进行了轻量化设计。通过SIMP法对前舱进行拓扑优化得到了最优刚度载荷路径,考虑前舱可铸造性对筋的拔模方向、厚度尺寸和位置分布进行设计。根据C-NCAP 2021进行正面碰撞仿真,通过田口实验设计方法与响应面优化改善了一体化压铸车身的耐撞性,并对优化后的白车身性能进行了仿真分析。与传统方案相比,一体化方案的质量减轻13.9%,白车身弯曲刚度提升9.7%,1阶模态达到要求。本文研究对后续一体化车身结构的平台化设计与工程应用具有指导意义。

海洋平台主机舱振动建模仿真分析及试验研究

为了优化结构整体减振性能,以某海洋平台主机舱为研究对象,利用典型运行工况下平台的振动试验实测数据对主机舱柴发机组引起的结构振动传递进行仿真分析,建立不同的主机舱振动计算模型,比较不同边界条件、不同隔振器刚度对计算结果的影响,提出适用于工程实用的较为精确的主机舱整体有限元仿真模型。通过计算推进器40%功率状态和航行状态2种典型运行工况下主机激励经由机脚、隔振器传递到平台基座的振动传递,并与实船测试结果进行比较,验证了有限元分析模型的合理性和精确性,计算结果可靠,具有较高的工程价值,为后续海洋平台主机舱隔振优化设计提供参考。

船舶机舱气流组织及温度场优化设计

为解决原方案机舱空气流动存在死角和局部过热区的问题,综合考虑进风量、甲板开口、机舱设备和管路布置、风管开口位置和开口数的影响,对某大型散货船机舱通风方案进行优化,并进行有限元仿真。结果表明:在相同通风配置条件下,优化方案的机舱整体区域温度为48℃,相较原方案降低21%,其气流组织流通情况也得到显著提升。研究成果可为船舶机舱通风方案设计提供一定参考。

基于自适应粒子群算法的船舶机舱双层布局优化研究

为提高船舶机舱的智能设计水平,提出一种针对于船舶机舱设备布局的智能优化方法。以某船机舱为例,通过分析船舶机舱设备对于机舱内部温度的耐受性、通风需求、以及设备自重对于船舶重心位置的影响,建立船舶机舱设备的分层评分机制,实现设备在机舱内部的分层布置。从设备系统群关系、流通成本、倾斜力矩、吊装需求等6个角度出发对机舱双层布局进行分析并建立数学模型,运用罚函数法处理约束条件,运用自适应粒子群算法求解该数学模型,得出布局方案并进行合理性分析。使用该方法优化之后,同一系统或邻接性较强的设备紧密布置,非邻接性设备分散布置,设备之间的流通成本降低约12%,吊装距离减少约100%,倾斜力矩之和降低约130%。结果分析表明,该方法能有效地解决船舶机舱的布局优化问题,可为解决类似的布局优化问题提供参考。

基于前后端分离模式的船舶智能机舱系统软件设计

为降低智能机舱系统前后端的耦合度,提高系统开发效率,在B/S(Browser/Server)架构的基础上,采用前后端分离的开发模式确定系统软件的技术框架,明确前端主要界面和后端功能模块的划分,设计一种基于前后端分离模式的智能机舱系统软件。测试结果表明,该系统软件能实现机舱智能管理,满足用户的需求,具有较强的可靠性和稳定性。

船舶机舱失火救助任务的难点分析与对策建议

本文通过救助任务中失火船进行深入研究分析,旨在全面了解机舱失火的成因、难点及其危害,并提出一系列对策建议。通过强化航运企业责任、船舶安全管理、主管机关监管和应急处置能力提升等方面的措施,有望提高机舱失火事故的预防和处置水平,保障船舶、船员和海洋环境的安全。

基于船岸通讯的智能机舱架构技术研究

为适应智能机舱发展趋势,增强船岸协同运维管理,针对实船应用中远程运维与感知、计算及网络负荷、多系统数据集成等问题,提出一种基于船岸通讯的智能机舱架构技术。针对船岸协同管理问题,提出基于船岸数据一致性、通讯数据安全的船岸通讯架构,实现船岸协同运维管理;针对海量数据分析带来的资源负荷问题,提出边缘计算架构,减轻中心层数据计算及决策压力;根据多系统数据集成的特点,设计信息集成平台软硬件架构,提供动力系统各设备数据存储及处理、功能可视化展示等功能。基于上述设计思路搭建了多条海事船的智能机舱系统,满足智能机舱功能及性能需求。本文提出的基于船岸通讯的智能机舱架构技术,为进一步开展智能机舱以及智能船舶研究和应用提供参考。

基于CFD的某平台机舱通风散热数值模拟研究

为避免某自升式海上钻井平台夏季主机周围温度受主机散热影响超过平均值,导致主机进气温度过高,性能下降甚至不能正常工作的问题,基于数值模拟结果,提出了机舱通风优化方案。结果表明:通过将送风支管引至主机进气口附近并增加支管出风速度,进气口附近平均温度降幅达到7.65%,有效避免了主机因进气温度过高出现降容的风险,为实船建造提供参考依据。

重型牵引车发动机舱的热管理仿真优化

以某款重型牵引车发动机舱为研究对象,建立了三维整车仿真分析模型,并对发动机舱的流场进行分析。针对原方案存在热风回流严重、散热器风速不均匀及风扇流量不足的问题,提出了增加热风回流挡板、改用环形风扇等改进措施。结果表明:经过仿真分析,优化措施改善了发动机舱内流场,解决了冷却常数不满足要求的问题,达到了预期的换热效果;试验结果与仿真分析结果一致,验证了仿真计算结果的准确性。

某船机舱起火事故调查及分析

某年9月3日,某船的轴带发电机因为故障出现冒烟起火事故,随后对该船进行了现场检验和相关调查,分析了冒烟起火事故发生的原因,确定了损坏原因、范围、程度,并给出了预防机舱起火相关的建议,对类似的机舱起火事故的预防具有一定的指导意义。