基于网格归一化Astar算法的船舶管路布置

为解决船舶管路布置方法中目前存在的依靠人工经验调节算法参数,权重系数的设置量级差距较大,以及求解布置方案单一的问题,提出一种网格归一化Astar (GNAstar)的布置方法.首先,采用包围盒和网格法建立数学模型.其次,通过分支管路拆分、网格标记值和父子网格搜索策略,使每一路径节点由不同目标的归一化权重值来共同决定,将传统Astar算法仅考虑长度的目标扩展成包括长度、弯头消耗和安装适用性的管路综合布置目标.最后,通过仿真案例将GNAstar算法与传统Astar算法进行对比分析,并以船舶机舱内不同管路系统为例,与文献中的蚁群算法和粒子群-Astar算法开展进一步比较.结果表明,GNAstar算法可获得有效的工程解,设计人员可通过设置不同目标的归一化权重系数来获得相应的布置方案.

复杂载荷下核级管路支架的多力学目标优化布置

当前核级管路支架人工迭代调整的布置方式占据核电站设计周期的比例较大,且无法实现支架数量和位置的最优选择,难以兼顾经济成本和力学性能。为此,借助管路有限元力学分析和非支配排序遗传算法(NSGA-II),提出一种面向三维空间核电管路多力学目标性能的支架智能优化布置方法。2种典型核级管路支架设计示例表明:该智能布置方法具有良好的效果,可有效提高设计效率、降低劳动强度,不仅使管路最大应力皆小于RCC-M 《压水堆核岛机械设备设计和建造规则》规范限值,且仍有一定裕量,还能快速分析支架数量的影响,获得兼顾经济性和安全性的最优方案;该智能优化布置方法为核电管路系统支架布置提供了新思路。

ICU尿毒症患者CRRT上机12小时内不同凝血观察时间对预防管路凝血的影响及护理对策

探讨在ICU尿毒症患者连续性肾脏替代治疗(CRRT)上机12小时内,不同抽血观察凝血情况时间对预防管路凝血的影响及相应的护理对策。方法 选取2023年9月至2024年9月期间,在我院重症医学科行CRRT的80例尿毒症患者作为研究对象。将患者随机分为观察组和对照组,每组各40例。在CRRT上机12小时内,对照组3~4h抽一次血观察凝血情况,并调整抗凝药物剂量;观察组0.5~1.5h抽一次血观察凝血情况,并调整抗凝药物剂量。两组均实施相应护理措施。比较两组的管路凝血发生率、不良反应发生率及患者满意度。结果 观察组管路凝血发生率小于对照组,且观察组患者满意度大于对照组(P<0.05);两组不良反应无差异(P>0.05)。结论 在ICU尿毒症患者CRRT上机12小时内,0.5~1.5h抽一次血观察凝血情况,并调整抗凝药物剂量,可以降低管路凝血发生率,且不会增加不良反应风险,患者的满意度也较高。

瓦斯抽采管路快速冲洗技术的研究与应用

煤矿瓦斯抽采过程中,管路内壁煤泥、锈蚀渣等污垢的积累,严重影响了管路的疏通和瓦斯抽采效率。为解决这一问题,提出了一种以管路冲洗装置为主的快速冲洗技术,并进行了工业性试验。结果表明,每冲洗100 m管路平均用时2.2 h,与传统清洗方式相比,效率提高2倍左右,每100 m管路清洗后抽采负压提升1 kPa。该技术能够有效地对抽采管路中渣屑、附着煤泥进行快速清理,有效的保障了抽采管路的安全运行,提高了瓦斯抽采效果。

基于改进人工蜂群算法的船舶管路路径寻优算法分析

[目的]人工蜂群(ABC)算法具有控制参数少、局部寻优能力强、收敛速度快的特点,但在解决路径寻优问题方面,存在容易陷入局部最优的缺陷。为解决船舶管路系统中的管路路径规划问题,提出一种改进的人工蜂群(IABC)算法。[方法]在传统人工蜂群算法的基础上,在跟随蜂的更新机制中引入遗传算子中的交叉操作,并对交叉算子的交叉概率采用自适应的策略;通过对种群进行的交叉操作寻找全局范围内的新解,并改进侦察蜂寻找新路径的方式,由原来的对路径经过的点进行更新改为对路径中的“路段”进行更新;随后,提出一种适应于解决分支管路路径寻优的改进人工蜂群协同进化算法。[结果]实例验证表明,改进后的人工蜂群算法相比标准人工蜂群算法其路径布置效果能够提升32.3%~37.4%,收敛速度能够提升17.7%~29.9%。[结论]无论是解决单管路还是分支管路,改进后的人工蜂群算法相比传统的人工蜂群算法求解质量更高、收敛速度更快、稳定性更好。

输液器管路对输注精度的影响探究

目的探究一次性输液器管路对输液泵输注精度的影响情况,以期为临床给药指导、设备调试以及耗材选择提供一定的数据支持。方法首先测定多个品牌输液器的管路内径和弹性系数,再测量在25、50、100 mL/h设定流速情况下输液泵使用不同管径和弹性的输液器管路时的实际流速。通过分析输液器管径和弹性作为变量对实际流速的影响情况,对获取的实验数据进行单变量数据分析以及散点图绘制。对实验数据进行拟合并借助相关系数R2来衡量数据的拟合程度,分别对实际流速与管径、实际流速与弹性进行Pearson相关性分析,验证该2种因素对输液速度影响的显著性。结果研究发现,实际输注流速与输液器管路内径存在明显的正相关关系,拟合公式相关系数R2>0.95,且相关系数r>0.5,P<0.001。实际输注流速与输液器管路弹性之间并未发现明显的相关关系,拟合公式相关系数r<0.5,P>0.001。结论输液器管路内径对输液的实际速度有显著影响,而管路弹性对输液的实际速度影响不明显。

呼吸机常规复用管路与一次性管路的质控研究

目的探讨常规复用管路和一次性管路对呼吸机质控结果的影响。方法随机抽取17台呼吸机,分别采用常规复用管路和一次性管路进行质控,记录质控数据,然后采用配对t检验分析2种管路的差异是否显著。结果对于呼吸频率、潮气量和气道末压,2种管路没有显著差异(P>0.05);对于气道峰压,常规复用管路显著高于一次性管路(P<0.05),但差异非常小,仅0.2 mbar(1 mbar=100 Pa)左右,不影响质控结论。结论常规复用管路和一次性管路不影响呼吸机质控结果,2种管路可以相互替代。

舰船管路布置PG-MACO优化方法

针对舰船管路设计效率低下的问题提出一种管路布置优化方法.综合考虑安全性、经济性、协调性和可操作性等工程背景建立优化数学模型,改进蚁群算法在处理混合管路布置工况下的缺陷,提出优化可行解搜索的空间状态转移策略,提升信息素启发效果并加速算法收敛的信息素扩散机制,面向混合管路布置工况设计多蚁群协同进化机制.基于二次开发技术实现本方法在第三方设计软件上的应用,采用核级一回路管道布置工程案例进行验证.结果表明信息素高斯扩散多蚁群优化(PG-MACO)算法的性能和布置效果优于传统蚁群算法,寻路效率提升58.38%,收敛代数缩短43.24%,布置结果中管路长度缩短33.88%,管路折弯次数减少41.67%,验证了本方法的有效性和工程实用性.

大直径隧道掘进泥水盾构机泥浆管路流动特性分析

为研究大直径泥水盾构机泥浆管路的流量、压力分布,采用Simcenter Flomaster软件对泥水盾构机泥浆管路进行仿真计算,建立一维泥水盾构机泥浆管路模型,并通过改变阀门开度、流体密度及泵的转速,记录管路流量及压力分布情况,从而得到最佳流量分配。模拟计算结果表明:阀门开度、流体密度和泵的转速对泥浆管路系统流量、压力分布具有一定影响;阀门开度增大时,管路流量增加,泵两端压力差减少;流体由清水变为泥浆时,管路流量增加,泵两端压力差增加;泵转速降低时,管路流量减少,泵两端压力差减少;排浆泵转速过低时,可通过增大排浆泵转速或串联1台泵来保证排浆管路正常工作。

低温管路动应变光纤光栅测量的光谱畸变抑制

动应变是分析和治理火箭发动机管路振动问题的重要测量参数。针对低温管路动应变光纤光栅测量面临的光谱畸变问题,开展了抑制光纤光栅应变传感器光谱畸变的方法研究。选择了3种适用于直径≤30 mm的小管路应变测量的光纤光栅应变传感器封装和安装方法并开展了试验验证。第一种方法是拉伸光纤光栅并将光纤光栅及其两侧光纤整体粘接到管路表面;第二种方法是拉伸光纤光栅并将光纤光栅之外的两侧光纤粘接到管路表面;第三种方法是光纤光栅套毛细管拉伸并将毛细管及两侧光纤整体粘接到管路表面。在液氮试验中,套毛细管的4只光纤光栅未发生谱峰分裂,其中3只光纤光栅的反射谱半峰全宽相对变化≤5%、谱峰强度相对变化≤6%,光谱畸变得到了有效抑制;光纤光栅应变测量值与通过管件热膨胀施加的应变吻合。结果表明,光纤光栅套毛细管拉伸整体粘接方法可用于火箭发动机低温小直径管路动应变测量。

潜艇舷侧阀与管路阀件的不同技术特征辨析

潜艇舷侧阀为潜艇的关键件。与管路阀件服务于管路系统功能不同,潜艇舷侧阀用于保障潜艇生命力和潜艇安全性。本文对潜艇舷侧阀与管路阀件的传统结构样式进行对比,分析潜艇舷侧阀与管路阀件的技术要点差异,阐述潜艇通海通舷外系统舷侧阀的基本指标体系和核心要点,提出一体化舷侧阀(通海阀与二道闭锁阀的组合)是潜艇舷侧阀的进化结构型式,最后对特殊型式的潜艇舷侧阀的设计注意事项进行总结。本文通过研究、对比、分析,形成了系统性的潜艇舷侧阀的技术要素,对于开展新型舷侧阀特别是大潜深潜艇舷侧阀的研发具有重要指导意义。

Clark护理联合循环管路小组模式在血液透析患者中的应用探索

目的探讨Clark护理联合循环管路小组模式在血液透析患者中应用的临床价值。方法回顾性分析2021年3月至2022年3月我院106例肾功能衰竭患者的临床资料,采用便利抽样方法,遵循自愿原则将接受Clark护理联合循环管路小组护理的患者为研究组(53例),接受常规护理的患者为对照组(53例)。比较两组的医院焦虑抑郁量表(HAD)、纤维蛋白原(FIB)、匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)、血清肌酐(Scr)、D二聚体(D-D)、血磷(P)、全段甲状旁腺素(iPTH)、成年人健康自我管理能力测评量表(AHSMARS)、血钙(Ca)、终末期肾病维持性血液透析患者治疗依从性量表(MTAS-ESRD)、血小板(PLT)、透析并发症发生情况及肾脏疾病特异性调查表(KDQ)评分。结果干预前,两组的HAD、FIB、PSQI、P、D-D、AHSMARS、Scr、Ca、iPTH、MTAS-ESRD、PLT、各项KDQ评分差异无统计学意义(P>0.05);干预后,研究组的HAD、FIB、PSQI、P、Scr、Ca、D-D、iPTH、PLT低于对照组(P<0.05),研究组的AHSMARS、MTAS-ESRD、各项KDQ评分(躯体症状、挫折、疲劳、与他人关系)高于对照组(P<0.05)。研究组的透析并发症发生率低于对照组(P<0.05)。结论Clark护理联合循环管路小组护理在血液透析患者中的应用效果良好,能够提高血液代谢产物清除效率与管路安全性,改善患者不良情绪、健康管理能力与依从性,降低体外循环凝血等并发症发生风险,提升生活质量。

空间管路结构振动控制技术研究

飞行器在服役过程中,管路结构会产生大量级振动响应,严重时会发生断裂失效。振动控制是延缓管路结构失效,提升可靠性的主要途径。本文通过边界简化及焊接部位建模,建立了复杂空间三维管路结构动力学模型,模态仿真结果与试验模态结果对比最大误差小于3%。在此基础上,使用金属减振器进行振动控制。通过计算,获得随机振动载荷下使用金属减振器前后空间管路结构的减振效率为8.46%;通过试验获得金属减振器实际的减振效率达到14.26%。本文计算和试验结果表明使用金属减振器能够显著降低复杂空间管路结构的振动响应。

汽车空调管路气动噪声分析与控制研究

针对汽车空调管路内的气动噪声,设计了一种周期性消声结构。首先,运用传递矩阵方法,建立消声结构的传递损失理论模型,分析了消声结构的参数对传递损失的影响规律,并通过试验测试和声学有限元计算验证了理论模型的正确性;其次,通过流体力学有限元方法与声类比法结合,预测了某商用车的空调管路内气动噪声源位置,分析了产生气动噪声的主要原因和气动噪声的声源特性,为消声结构的优化设计提供目标频域;最后,以消声频带宽度最大为优化目标,以消声结构的孔径、扩张腔长度、扩张比和内插长度为设计变量,对消声结构进行优化设计。结果表明,优化后的消声结构传递损失的峰值明显提高,消声频带的宽度有所拓宽,优化后的空调管路出口处的声压级降低了7 dB左右。

基于CFD-DEM方法的组合管路磨损特性研究

鉴于管道磨损对于确保管道系统的安全、经济和可持续运行至关重要,基于计算流体力学——离散元耦合法(CFD-DEM),对一种由2个90°弯头组成的组合管路固液两相流磨损特性进行了数值模拟研究。结果表明,在颗粒体积浓度保持恒定的情况下,随着流速的增加,磨损率将呈指数型增长,并与碰撞速度的2.41次方成正比;随着颗粒浓度的增加,2个弯头的碰撞频率和磨损率的增长率出现了不同的变化,高浓度工况下管道内更易出现“护盾效应”;弯头间距的增大使得颗粒的流动更为充分,同时削弱了弯头内二次流的影响,导致颗粒与壁面接触的次数减少,碰撞频率和磨损率也随之降低;在相同浓度的混合粒径工况下,粒径的增加将导致弯头壁面的平均磨损率减少,然而大颗粒的惯性力增加将导致弯头壁面的最大磨损率增加。研究结果为组合管路的抗磨损性能提升提供了理论支撑。

发动机燃油泵附件的管路动力学等效设计及实现

燃油泵附件的管路空间构型复杂,在振动环境试验中直接模拟难以实现。为满足试验要求,采用系统等效缩减/扩展过程(SEREP)方法对管路进行动力学等效设计,选取管路上特定结点为主自由度,并将原管路模型缩减至主自由度模型上,得到缩减质量和刚度矩阵;对子振型矩阵采用SVD分解,使得缩减质量和刚度矩阵进一步简化,得到低阶管路模型的新缩减质量和刚度矩阵参数;提出“质量球—梁弹簧”结构模型,分别用“质量球”和“梁弹簧”来映射缩减的质量和刚度矩阵,进而确定等效设计加工参数;通过实例验证等效设计方法的可行性。结果表明:等效管路与原管路的第一阶频率误差大多在10%以内,满足工程应用要求。

一种新型管路脉动压力激励装置及系统的研制

为试验研究火箭发动机液流部件或系统在脉动流态中的动态响应特性及可靠性问题,迫切需要一种装置来产生频率与幅值可控的脉动流。研制了一种新型脉动压力激励装置及系统,它由激励装置本体、磁力传动和控制系统等构成。激励系统设计了一种内置式旋转轮机构,转动时周期性通断管路,由此实现在管路中激励产生脉动压力;采用电磁感应传动装置实现无泄漏传递扭矩动力;自动控制转轮转速变化,实现脉动压力的频率变化控制。试验结果表明,激励装置系统在18 MPa的管路中,能产生频率为0~250 Hz的脉动压力激励,压力时域幅值超过7 MPa,分频幅值超过6.6 MPa。激励装置系统可通过调节流量、改变孔板孔径来调节脉动压力幅值,可通过改变转速来实现脉动压力的定频或扫频。所研制的激励装置系统运行时实现零泄漏,适用于高压、低温、有毒或易燃等介质环境,能有效解决某些特殊条件下管路脉动压力激励的实现问题。

推进系统完全封闭管路内压力爬升速率的量化研究

为了量化评估推进系统完全封闭管路中的压力爬升速率,搭建了无水肼管路地面模拟试验系统,将试验结果与基于状态方程的理论方法和基于试验数据的经验方法进行了对比分析。结果表明,基于状态方程的理论方法能够准确表征不同温度下管路压力爬升速率的变化趋势,但在绝对值上与试验结果相差较大;基于试验数据的经验方法在压力爬升速率的绝对值上与地面试验结果较为接近,但不能反映不同温度下压力爬升速率变化趋势上的差异。通过修正基于状态方程的理论方法中的常数项,提出了一种半经验性的改进算法,更符合试验结果。改进算法的仿真结果表明,在10~40℃,完全封闭管路内无水肼的压力爬升速率为1.701~1.932MPa/℃。

管路结构参数对液压管路振动特性的影响研究

为探究液压管路的结构参数对其振动特性的影响,建立了不同几何结构参数液压管路有限元模型,基于流固耦合研究了不同结构材料、不同弯曲半径以及不同弯曲内角对液压管路振动特性的影响。研究发现,在液压管路结构一定情况下,钛合金Ti-3Al-2.5V的固有频率最小,不锈钢1Cr18Ni9Ti的变形量最小;在固定液压管路总长的情况下,弯曲半径的增加会提升固有频率并会降低变形量,弯曲内角的增加会减小固有频率但会降低变形量;在固定直管段长度的情况下,弯曲半径的增加会导致固有频率减小并导致变形量增加,弯曲内角的增加会导致固有频率减小但会降低变形量。

复杂流场下对焊燃油管路流固耦合特性分析

飞机燃油管路内部流体流动特性复杂,油液与管壁相互作用产生的流固耦合作用严重影响管路安全,深入研究流固耦合特性对减少管路振动和磨损具有重要意义。通过金相检测和微拉伸试验获得焊接接头区域具体尺寸和力学性能参数,建立带有90°弯管的对焊燃油管路流固耦合模型。采用Realizable k-ε湍流模型开展研究,综合分析在恒速流场下不同入口流速对流体域流动特性及固体域应力响应规律的影响和在脉动流场下不同区域等效应力的响应结果。结果表明:恒速流场下,出口弯管段最大等效应力受流速影响显著;脉动流场下,焊接接头处的最大等效应力出现在焊缝区且应力水平较为集中。可为改善飞机燃油管路的构型设计和系统性能提供重要参考。