浅水区抗拖网ADCP海床基的研制

搭载声学多普勒流速剖面仪(ADCP)的海床基是实现浅水区水文环境长期监测的有效装置。针对现有ADCP海床基不能避免渔业拖网破坏的缺陷,对海床基的结构、功能进行了全新设计,成功研制了新型抗拖网ADCP海床基,并设计了合理有效的布放回收方法。海上应用表明,抗拖网ADCP海床基能够在浅海渔业捕捞区完成水文数据的采集,可实现对海洋环境的长期有效监测。

基于流-固耦合的不同外形抗拖网海床基外部流场分析

本文采用计算流体动力学方法(CFD),在考虑耦合场的条件下对2种不同形状的抗拖网海床基外部流场进行了流固耦合分析。根据抗拖网海床基的外形结构,建立了抗拖网海床基流体动力学分析模型,利用ICEM CFD对其进行前处理,并利用动网格技术对模拟区域的边界条件进行了设置。根据流固2种不同耦合方式的介绍及模拟对比分析,选择了单向流固耦合方式。对两种抗拖网海床基的外部速度场以及压力进行分析研究,抗拖网海床基外部流场的数值模拟可以为进一步开展抗拖网海床基结构优化设计提供参考。

胶州湾全域潮流物理模型的相似条件及模型比尺和总体设计

胶州湾全域的变态物理模型以团岛至薛家岛的狭窄口门处为单边界。依据相似理论,确定胶州湾全域物理模型的水平比尺和垂直比尺分别为1:700和1:70。由几何比尺给出模型的流速比尺、糙度比尺、水流时间比尺、流量比尺及潮量比尺。设计胶州湾整体模型的试验水池为宽40m、长50m、深1m。试验采用翻板尾门加双向泵以水位控制为主的生潮方式。确定尾门高度、底坎顶高程、尾门开度范围及其驱动电机功率,给出试验生潮泵的额定流量及蓄水设施的尺寸。为模型试验提供了理论基础,为施工设计提供依据。

海洋动床物理模型试验地形制作技术

试验模型地形制作是物模试验的一个基本工作,模型制作的好坏直接关系到实验的精度。模型试验之前,需要根据相似理论,选取合适的材料,按照一定的几何比尺进行模型的制作。通过2个具体工程作为实例说明了模型制作的过程、制作的技术性问题和制作经验。

海洋动床物理模型试验布置模型沙的相似条件

动床模型试验布置模型沙是模拟泥沙运动试验中的关键。模型布置模型沙之前,依据相似理论,按照一定的几何比尺选择适当的模型沙,这对于确保试验的可靠性、稳定性和提高试验精度尤为重要。本文以一港口物理模型试验为实例说明模型沙选择和布置模型沙对模拟泥沙运动的重要性。

机械系统可靠性的模糊分析

本文将机械系统及其单元的可靠度当作模糊数来处理,并简述了几种机械系统可靠性的模糊分析方法.

气液两相流单向阀阀芯优化动态特性研究

针对单向阀振动引起密封失效的问题,以深海环境下实现动态封堵效果的单向锥阀为研究对象,对阀芯结构进行了优化设计,运用FLUENT软件进行数值模拟。阀芯结构优化后相比于优化前,避免了阀芯与阀座的碰撞,总体阀门稳定性和使用寿命增加。

一种深海原位激光修复用气体流量控制阀设计与分析

深海原位激光修复可以实现重大深海设施的原位增材修复,具有重要的战略意义与广阔的应用前景。在分析深海原位激光修复用送粉系统工作原理的基础上,设计了一种水深自适应气体流量控制阀。通过海水压力的反馈与弹簧压缩量的调整,实现节流模块阀口压差的稳定控制,保证气体流量稳定;通过可变开度的节流模块,实现气体流量的连续调节。首先,对水深自适应气体流量控制阀的结构及工作原理进行详细设计;接着,对流量控制阀的减压模块阀芯进行静力平衡建模,揭示气体压力调节机制。对节流模块的阀口流量进行建模,说明流量调控原理;最后,开展仿真分析,研究水深自适应气体流量控制阀在激光熔覆过程中气体流量控制的稳定性以及气体流量的调控效果。开展流量控制阀在海水环境压力小范围变化与大范围变化时,气体流量变化的仿真分析。研究结果表明,设计的流量控制阀可以实现流量的连续稳定控制,在深海原位激光修复用送粉系统中具有明显的应用前景。

深海环境下单向阀动态特性及性能

基于动网格理论建立了单向阀流固耦合数值分析模型,在深海原位激光增材修复系统的基础上,以实现动态封堵效果的单向阀为研究对象。结合该阀的实际工况,分析了不同海洋深度及不同弹簧刚度下的阀芯运动变化情况,得到了不同海洋深度以及不同弹簧刚度对阀芯开启过程中位移和速度的影响规律。对深海环境下单向阀关闭性能进行了研究,得到了阀芯关闭过程的动态特性曲线和宏观流场。结果表明,当弹簧刚度不低于500 N/m时,能够保证该阀在深海环境下具有良好的密封性能。

硫化与补强体系对氯丁橡胶/天然橡胶并用胶性能的影响

研究硫化和补强体系对氯丁橡胶/天然橡胶(并用比为70/30)并用胶性能的影响。结果表明:硫黄对胶料的硬度影响最大,氧化锌/氧化镁/硫黄/促进剂DM用量比为6/3/5/0.3、硫化时间为60 min时,胶料的拉伸强度最高;炭黑N550用量为40份和白炭黑用量为20份时,胶料的加工性能、物理性能、耐水性能和绝缘性能较好。

不同牌号炭黑对氯丁橡胶与黄铜粘合的影响研究

研究不同牌号的炭黑对氯丁橡胶(CR)硫化胶物理性能以及CR与黄铜粘合力的影响。结果表明:采用炭黑N330或N234的CR硫化胶具有较好的物理性能;无论是物理粘合法还是化学粘合法,采用炭黑N550胶料的初始抽出力、热老化抽出力以及水浸泡后抽出力均最大。

深海环境水密接插件用氯丁橡胶性能研究

研究硫化体系、硫化时间和补强体系对氯丁橡胶(CR)2442在深海环境下性能的影响。结果表明:硫化时间为60min时胶料的拉伸强度最大;增加1份炭黑N550或白炭黑能使CR2442胶料的硬度增大0. 5或0. 4度左右;最终优化配方为CR2442 100,炭黑N550 20,白炭黑10,氧化锌4,氧化镁2,芳烃油14,硬脂酸0. 5,防老剂RD 1,防老剂4010 2,硫黄2,促进剂DM 0. 15,相应胶料性能满足深海环境水密接插件性能要求。

白炭黑对与黄铜粘合的氯丁橡胶胶料性能的影响

以秋兰姆为稳定剂的硫醇调节型氯丁橡胶(CR)2442为主体材料、以间-甲-白-钴体系为粘合体系制备用于海洋环境且与黄铜粘合的胶料,探讨白炭黑用量对CR胶料物理性能和粘合性能的影响。结果表明:随着白炭黑用量增大,胶料的门尼粘度增大,当白炭黑用量达到15份后,门尼粘度增幅显著增大;胶料的硬度增大,拉伸强度减小,海水浸泡后质量变化率增大。当白炭黑用量为15份时,老化前、海水浸泡后和热老化后黄铜丝的抽出力均最大;当白炭黑用量为20份时,海水浸泡前后黄铜丝的抽出力差值较小。CR胶料的白炭黑适宜用量为15份。

氯丁橡胶2442综合性能影响因素分析

分析氯丁橡胶2442性能的影响因素。密炼工艺方面包括密炼温度、混炼时间和转子转速;开炼工艺方面包括硫化体系中各小料的添加顺序及辊筒转动过程中产生的热量;采用适宜条件的烘箱加热处理和60 min的硫化时间有利于提高胶料的物理性能;焦烧时间远大于放置试样时间时更能保证硫化胶与异质材料的粘合质量;白炭黑以辅助补强材料存在有利于调节硫化速率和粘合速率。

高导热导电CR/NR/碳纤维复合材料性能研究

用气相沉积法对碳纤维表面进行处理,研究了高性能碳纤维(CF)在氯丁橡胶(CR)和天然橡胶(NR)复合材料中的流变性能、加工性能、物理机械性能、导电性、导热性、耐老化性和抗疲劳性等性能。通过电子显微镜(SEM)表征分散效果。结果表明,随着CF用量的增加,橡胶复合材料的硫化时间缩短,抗拉强度提高了18%,抗疲劳性提高了19%;添加3phr CF分散性最好,硫化胶的物理力学性能最佳。CF用量增加,导热性和导电性增强。

新型多功能抗拖网海床基设计

传统的海床基在外罩形式选择、搭载设备数量等方面设计不够完善,针对上述问题,利用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件对海床基外罩形式进行模拟分析,选择合适的外罩形式;仪器支架的框架式设计可以有效解决搭载设备单一且通用性差的问题;绳索舱绳索固定装置的设计能有效提高海床基回收成功率。新型海床基对结构的设计及优化可为海床基的发展起到一定的促进作用。

基于Flow-3D的抗拖网海床基冲刷数值模拟

基于Flow-3D软件,建立抗拖网海床基沙土基床冲刷的三维数学模型,控制水流流速和泥沙粒径,对不同条件下抗拖网海床基周围沙土基床的冲刷进行数值模拟,并分析了抗拖网海床基最大冲刷深度随这两种因素改变的趋势。结果表明,抗拖网海床基沙土基床冲刷坑深度随海流流速增大而增加,在设定其他条件不改变的情况下,冲刷坑的加深速度随着流速增大会逐渐减缓,最终达到冲淤平衡。同时,由于海底环境复杂多变,导致模型与实际情况有一定的差异,还需在后续的研究中进一步进行优化。

大型深海高压环境模拟系统筒体疲劳破坏分析

高压环境模拟系统作为深海设备结构强度与密封性能检测系统,其受到90MPa的交变载荷作用,破坏形式为疲劳破坏。本文首先利用ANSYS Workbench软件对压力筒进行了静力学分析,分析了压力筒在载荷作用下的危险区域。通过理论计算与ANSYS workbench模拟结果的比较,验证了模拟结果的准确性。运用名义预应力寿命法对筒体的疲劳寿命进行了理论计算,证明了ANSYS Workbench在疲劳分析中的可行性。筒体在90 MPa不同压力下循环次数的模拟,对压力筒在工作过程中的保养和维护具有一定的借鉴意义。

水密接插件用氯丁橡胶2442与黄铜黏合性能研究

对水密接插件用氯丁橡胶2442(CR2442)与黄铜黏合技术进行了研究,讨论了间-甲-白-钴作为黏合体系对CR2442的物理机械性能以及CR2442与黄铜黏合力大小的影响。研究发现,六甲氧基甲基蜜胺复合物(RA-65)对硫化胶料硬度的影响最大,随着黏合体系用量的增加,硫化胶料的扯断强度基本上呈下降趋势,当黏合剂SL-3022、RA-65、葵酸钴的质量比为3∶1∶0.6时黏合力最大,其值可达到387.4N。

树脂基海洋浮体力学性能及上浮姿态分析研究

构建了浮体的三维物理模型,利用Solid Works/XFLOW对树脂基浮体进行了静力学和动力学分析,得到了浮体在水中的变化情况,并用XFLOW软件在浮体上浮的流场模拟方面进行了系统的研究,得到了浮体上浮过程中速度、压力的变化规律。结果表明,通过浮体的静力学分析发现其孔的周围变形量最大。通过改变浮体的铺层角度可提高其刚度并减少脱层危险。通过动力学分析对浮体的优化提供数据支持,使其在满足功能要求的情况下减小压差阻力提高浮力,降低回收风险。