“双碳”目标下能源动力类专业应用型人才培养优化策略——以江苏科技大学为例

分析“双碳”战略背景下能源动力类专业应用型人才培养存在的主要问题,结合江苏科技大学办学实践,探讨有效提高能源动力类专业应用型人才培养质量的优化策略:以绿色发展理念引领人才培养创新,以胜任岗位要求推进课程设置优化,以提高工程能力推动教学模式改革,以产业发展需求拓展协同育人路径。

关于提高研究生综合素质的若干思考——以江苏科技大学能动学院为例

研究生的培养是一项系统工程,江苏科技大学能源与动力学院一直在探索高素质研究生的培养模式。江苏是造船大省,能动学院的研究生是船舶背景下的高级专业技术人才,是船舶行业未来发展的需要与希望。教师结合近年来学院实施的一系列举措,提出了思想教育结合学术交流活动的培养模式,旨在培养出有能力、肯担当、不怕苦、敢作为的新一代船舶行业的高级技术骨干。

基于圆柱壳舱段船舶典型动力设备系统性能分析

双层隔振系统广泛应用于车辆、船舶、机械等行业。船舶机械设备振动通过隔振装置传递到船体结构进而向水下辐射噪声,建立基于潜艇圆柱壳舱段的典型动力设备双层隔振系统模型,研究了筏体结构、基座结构等参数对隔振系统、隔振性能的影响规律。筏体结构对圆柱壳舱段的动力设备,在一定频率下隔振性能影响明显,安装阻振结构可进一步提高系统的隔振性能,安装阻振质量后,在0~1 000 Hz频段隔振系统的平均振级落差提高了0.2 dB。合适的阻振质量安装位置在900~1 000 Hz最大可提高系统的隔振性能7.3 dB。研究成果可为舰船的动力设备设计提供借鉴。

一种新式小型立式自然循环蒸汽发生器水动力特性分析

基于小型锅炉的结构特性,设计了一种新式的嵌套式小型立式自然循环燃油蒸汽发生器。针对新设计的燃油蒸汽发生器,基于传热本质采用MATLAB编程进行热力计算,进而确定合理的结构数值;接着建立蒸汽发生器的水动力学分析模型,分析了不同规格和工况下水动力学特性参数的变化趋势;最后对设计的符合热力计算误差和水动力特性参数的蒸汽发生器进行停滞和倒流验算。研究结果表明,受热最弱水管的停滞和倒流系数均符合安全设计规范。为相关的小型自然循环蒸汽发生器的设计提供了有效的计算方法。

船用趴浮桥式救生装备水动力特性分析

为提升海难事故发生时的救援效率及被救人员舒适度,将船舶概念与传统救生圈相结合,提出一种趴浮桥式救生装置。采用RANS方法和重叠网格法,研究其在静水和波浪中的阻力和运动响应。结果表明:不规则波浪对救生装置的影响最为显著;当装置航行速度变大时装置的阻力和纵摇、垂荡运动响应逐渐显著;当装置初始尾倾角度增大时装置的阻力呈减小趋势,但纵摇和垂荡运动响应则逐渐增大;装置航行速度增大时,装置表面出现高低压变化及交替的现象。

人工智能视域下暖通空调专业研究生培养现状——以江苏科技大学为例

本文以江苏科技大学暖通相关专业的研究生为研究对象,进行随机问卷的调查,探讨了人工智能视域下暖通空调专业研究生人才培养的现状,为新时代暖通专业研究生的培养模式改革提供了参考。

不同种类烟草的燃烧特性与动力学分析

采用TG-DTG-DSC热分析联用技术分别研究了烤烟、香料烟和白肋烟的热行为和燃烧特性,同时运用Coats-Redfern法进行了动力学计算,并用Malek法选择了合理的机理函数。结果表明:不同类型烟叶的热化学性质有着明显差别;热分析技术不但能够对烟草燃烧过程中蒸馏、裂解和燃烧等不同热分解阶段进行区分,而且也能对不同类型的烟草进行鉴别。另外,动力学的分析结果进一步显示,三种烟草样品在挥发份析出阶段和焦炭燃烧阶段,烤烟的活化能是最低的,其次是香料烟和白肋烟。

基于动力吸振原理的低频多模态抑振器设计

为实现结构低频振动控制,基于动力吸振(dynamic vibration absorber, DVA)原理设计了一种多模态抑振器。为研究吸振器阵列与抑振器阵列的抑振效果,建立了附加动力吸振器阵列四边简支板的动力学耦合模型,验证了动力吸振器阵列的振动控制效果;提出了以橡胶板-质量块、橡胶基体-金属柱壳为主要组成结构的多模态低频抑振器,从理论上计算了其各组成结构的轴向共振模态频率,并以动力吸振器参数为基准对抑振器几何参数和材料参数进行了调整,最终通过仿真和实验验证了抑振器阵列振动控制效果。结果表明:当吸振器阵列或抑振器阵列布置位置覆盖结构主要模态下最大变形位置时即可达到最佳控制效果;吸振器阵列与抑振器阵列均有一定的振动控制效果,与吸振器与受控对象间为点接触不同,面接触放大了阻尼在振动控制中的作用,因此抑振器阵列的振动控制效果更为明显。

新工科背景下新能源科学与工程专业课程的融合学习

人才培养是当代本科院校的第一要务。进一步落实“立德树人”以及培养应用型的工科人才,是当代院校工科专业的责任。新能源科学与工程专业立足于“碳中和”与“碳达峰”目标提出的关键历史节点,承担着培养一大批新能源相关行业优秀从业人员的重要任务。新工科的独特特征以及思想内涵,促使高校寻找更加有效的方法,以提高学生综合实践能力和新能源产业综合从业能力为目标,培养普适型、应用型的新工科人才。因此,在新工科背景下,丰富教学方法,实现新能源科学与工程专业课程的融合化、实用化,具有重大意义。本文对新工科背景下新能源科学与工程专业课程的融合学习进行分析和实例说明。

船舶动力设备截断式桁架浮筏减振特性研究

为了减小船舶辅机振动的影响,提出一种截断式桁架浮筏结构,把具有带隙特性的截断式正方格栅结构引入船舶动力设备浮筏隔振系统的设计。研究截断式正方格栅结构的带隙特性和局域共振机理,分析截断式桁架筏架的振动传输特性,比较截断式桁架浮筏和传统浮筏隔振系统的隔振性能。研究结果表明:截断式正方格栅具有较好的低频带隙特性,通过调节几何和材料参数可调整桁架浮筏的带隙范围,截断式桁架浮筏隔振系统可比传统浮筏隔振系统的减振性能提高6.3 dB,具有良好的隔振效果。

新能源背景下《新能源汽车概论》课程教学模式改革的探索

近年来,能源和环境问题日益凸显,在低碳经济的驱动下,新能源结构转型成为大势所趋。在此背景下,节能、环保成为世界汽车发展的两大主题,无污染、清洁的新能源汽车得到迅速发展。同时,《新能源汽车概论》课程紧跟时代发展,成为新能源科学与工程专业的重要课程。该课程涉及内容较为前沿,且发展迅速,为适应教学要求,提高学生对新能源汽车的认知,本文重点从《新能源汽车概论》课程的教学内容、教学模式和考核评价体系方面进行了思考与探究,并根据教学实践经验提出以下改革方案和建议。

线上线下混合式教学的思考——以新能源科学与工程专业基础课《工程热力学》为例

高等教育要以学生为中心,持续改进教学方法,与时俱进。江苏科技大学新能源科学与工程专业以绿色船舶和节能减排发展需求为导向,致力于培养具有绿色、低碳理念的高层次工科复合应用型人才。在混合式教学模式下,如何结合线上资源以及线下教学,成为新能源专业全体教师所必须思考的关键问题。因此,探索线上线下教学资源融合的混合教学模式,优化适用于混合式教学的考核方式,以期突破传统课堂教育倒灌模式。本文以新能源科学与工程专业基础课《工程热力学》为例进行详细分析和实例说明。

课程思政视角下的新能源科学与工程教学探索与实践——以《风力发电原理与技术》课程为例

在新工科背景下,新能源科学与工程专业作为国家建设中的重要专业,加强学生思想政治教育工作具有十分重要的意义。本文以江苏科技大学新能源科学与工程专业《风力发电原理与技术》课程为例,分析新工科课程思政建设过程中存在的问题,探索实践解决的途径。

含有实验内容课程的留学生教学模式探索——以《热能动力基础实验》为例

随着来华留学生数量的不断增多,常常存在因为疫情、签证等各种问题导致留学生不能及时来华参与线下教学的情况,这导致众多课程尤其是含有实验内容的留学生课程教学效果不佳。针对部分留学生无法来华导致不能参与线下教学的情况,本文提出了针对含有实验内容的留学生课程新型线上线下结合式课程教学模式,在线下教学部分,将留学生分成线下实验小组,由在华留学生或者助教以进行现场直播和实验的方式,增加留学生线下实验的参与感,从而提高留学生实验内容的学习效果,为其他类似课程的建设提供了思路。

内孤立波作用下FPSO载荷数值分析

针对内孤立波对固定海域中工作浮式生产储油卸油装置(floating production storage and offloading,FPSO)造成的危害,运用数值模拟方法分析FPSO受到内孤立波载荷情况。首先,构建与实验水槽尺寸一致的数值水槽,将FPSO沿吃水方向划分为不同分层的数值模型,研究在不同分层模型的内孤立波波形生成情况;然后,分析不同分层模型模拟的FPSO所受到的内孤立波载荷情况;最后,分析了FPSO周围流场情况。研究结果表明:利用五层模型所模拟的内孤立波与eKdV理论解一致性较好;利用五层网格模型和七层网格模型所获得的FPSO内孤立波载荷与实验结果更接近。综合计算结果一致度和计算成本考虑,认为五层网格数值模型更适用之后的载荷成分分解及理论预报模型研究。

舰船舷间双层声桥声振传递特性研究

[目的]双层壳之间的舷间结构是声振动从耐压壳向轻外壳传递的重要桥梁,为降低对舰船振动声辐射水平的影响,提出一种双层声桥的舷间结构形式并开展声振传递特性研究。[方法]采用有限元方法建立舷间双层声桥的有限长双层圆柱壳振动声辐射模型,对比分析双层声桥与传统单层声桥结构的声振传递特点,揭示双层声桥结构形式、结构参数以及轴向分布间距等因素对声辐射和振动传递特性的影响规律。[结果]对比结果表明:双层圆柱壳间的双层声桥连接结构比传统单层声桥结构的降噪效果更好;双层圆柱壳间“2-1”型双层声桥结构模型的振动传递降低效果优于“1-2”型和“2-2”型,而3种不同的“1-1”型双层声桥连接结构的振动传递降低效果则较为相近;底层声桥肋板间距和横铺板宽度对双层壳体结构的振动传递降低效果的影响较大,而声桥层高的影响则较小;双层圆柱壳间双层声桥的轴向分布越紧密,其振动传递降低的效果越差。[结论]研究成果可为舰船舷间结构的减振降噪设计提供参考。

纤丝状生物质颗粒在抄板滚筒内混合特性研究

基于离散单元法对抄板滚筒内纤丝状生物质的运动与混合特性展开研究。针对纤丝状生物质颗粒的特殊结构构建颗粒几何模型和固-固碰撞模型,探究滚筒转速、抄板数量和抄板高度对纤丝状颗粒群混合质量的影响。研究发现,滚筒抄板对纤丝状颗粒群的抛撒作用是颗粒混合良好的关键。提高滚筒转速可促进颗粒混合,但转速的增大对混合的帮助存在上限,转速为10 r/min时混合质量最高;纤丝状生物质颗粒的混合质量与抄板高度密切相关,抄板高度h=25 mm时混合效果最佳。

舰船复合材料轴振动能量传递特性研究

针对舰船复合材料传动轴减振机理尚不清晰的问题,文中构建了某舰船复合材料轴仿真模型,基于功率流法分析了复合材料轴振动能量传递特性,并在此基础上进一步探究了钢法兰-复合材料刚柔耦合界面匹配参数和轴段内复合材料铺层方式对振动能量传递的影响规律。最后通过复合材料传动轴模态试验和振动传递试验验证了仿真模型的准确性。结论如下:刚柔耦合界面对于振动能量抑制有着显著作用,其振动能量的传递随接触面积的增大而降低,而弹性模量比仅影响传动轴固有频率;随着铺层角度的减小及铺层数量的增加,复合材料轴段隔振性能逐渐增加。

基于虚拟材料法的金属膜片联轴器振动传递特性分析

在对大型船舶金属联轴器进行振动性能试验时由于试验台架体积大、成本高,导致进行试验十分困难,因此研究高效率和高精度的仿真计算方法具有重要意义。传统精确的数值仿真网格多、效率低,为此采用虚拟材料法对船舶金属联轴器进行数值仿真并进行试验验证。首先通过计算和试验得到螺栓的虚拟材料层各参数,然后对大型金属联轴器的所有螺栓连接部位进行简化建模。其次通过该方法得到金属膜片联轴器的刚度特性、模态特性、阻抗特性和振动传递特性,并与传统建模方法的计算效率进行对比。最后搭建联轴器振动性能实验台架进行验证。研究结果表明:采用虚拟材料法的联轴器振动性能仿真效率提高73.9%;四组采用虚拟材料法的联轴器膜片组件刚度与实验测得的联轴器刚度的平均误差为2.61%,与带螺栓模型测得的刚度平均误差为1.15%。金属膜片联轴器前5阶模态频率仿真与试验的平均误差为9.91%,在10~2000 Hz频带,金属膜片联轴器轴向和径向阻抗的仿真与试验的误差分别为1.9和2.8 dB,金属联轴器轴向和径向的振级落差仿真与试验的误差分别为4.69和3.41 dB。试验与仿真结果误差较小,符合工程精度要求,该方法的计算效率和准确性得到验证。

基于电池箱体开孔的储能电池系统精细化热设计优化研究

针对当前储能电池系统热管理仿真研究存在忽略电池堆内部结构对热性能影响的问题,本文引入了精细化热设计理念,提出了一种基于电池箱体开孔的温度均匀性调配方法,并借助计算流体力学(CFD)仿真模拟方法,系统考虑了开孔数量和大小对电池热性能的影响,并从中筛选出优化的电池盒设计方案。研究结果表明,在针对单个电池盒的优化中,相较于在上壁面开孔,通过在侧壁开孔能够获得更为优越的性能。这一优势在于,单个电池的温差从过去的6.01 K降低至3.68 K,降幅达28.2%,从而充分满足了电池的散热需求。进一步地,在整个电池堆层面,通过在侧壁开孔的方式,得以将单列电池架内的最大温差从7.66 K减少至4.32 K,大幅度提升了43.6%。该研究结果在电池堆外风管与电池箱内部结构方面进行了耦合热求解,为未来储能电池系统的热管理策略提供了有益的参考。