桨后自由叶轮理论设计方法研究

为对桨后自由叶轮进行综合设计研究,在前桨给定的前提下,采用螺旋桨的旋涡理论对桨后自由叶轮进行设计。前桨和自由叶轮之间的相互影响通过诱导速度来考虑,诱导速度通过以速度势为基础、采用源汇混合分布以及双曲面元的低阶面元法求得并进行周向平均,将非定常问题转化为定常问题。在实际设计过程中,通过面元法对前桨尾流场进行分析来求其收缩率,从而确定自由叶轮涡轮段直径,并用面元法分别对前桨和自由叶轮进行水动力性能预报,循环迭代直至桨后自由叶轮系统水动力性能收敛。实例设计分析表明:在较低进速条件下,设计的自由叶轮可获得较高的效益,效率最高可提升14.42%。

对转桨适伴流设计方法研究

为了实现节能的目标,提出了一种高效对转桨适伴流设计方法。首先,通过船模试验获取某集装箱船船后桨盘面处的标称伴流,对应的实船伴流则通过ITTC提供的经验公式换算获得。采用螺旋桨环流理论分别对前桨和后桨进行实桨适伴流设计,前后桨之间的相互影响通过诱导速度来考虑,且诱导速度作为伴流的一部分,采用面元法进行非定常水动力性能预报。通过实例设计分析可知:在设计进速条件下,该方法设计的对转桨同设计的单桨相比效率可提高12.09%。

面元法在串列桨水动力性能预报中的应用

为了预估串列桨水动力性能,采用面元法建立了定常水动力干扰模型.前、后桨之间的干扰通过诱导速度进行考虑.由于前、后桨之间的相对位置保持不变,所以相互之间的诱导速度为瞬时诱导速度,前、后桨水动力性能通过定常求解获得,采用线性尾涡模型,彼此迭代直至水动力性能收敛.对三组串列桨进行计算并同实验值进行比较分析,结果表明:该方法可以有效地预报串列桨定常水动力性能.

螺旋桨空间诱导压力场计算分析

为了对螺旋桨诱导的空间压力场进行计算分析,采用低阶速度势面元法分别对均匀流及非均匀流中螺旋桨的水动力性能及空间压力进行了计算.对螺旋桨旋转一周产生的空间压力场进行傅里叶转换,在频域内进行分析.通过对实例计算脉压场进行分析可知,做旋转运动的螺旋桨在其后方尾流范围内产生强烈的脉动压力场,与敞水情况相比,船后伴流中的螺旋桨对桨前空间也产生较强的脉动压力场,且在高伴流区内脉压信号更显著.

基于深度学习的螺旋桨水动力性能快速预报方法

为实现螺旋桨水动力性能的快速、精确预报,基于改进的残差连接神经网络建立了一套螺旋桨水动力性能预报模型.残差连接方式大幅提高了模型深度,结合Inception结构从不同尺度同时提取数据特征,利用深度可分离式卷积减少模型参数,基于螺旋桨几何参数和模型试验结果构建训练深度神经网络所需的样本空间;提出一种改进的群体天牛须算法对模型的初始权重与阈值进行优化,进一步提高其预报精度.研究结果表明:改进的群体天牛须算法显著提高预报模型的精度并解决了过拟合问题,预报结果与试验值吻合良好,对数据集外螺旋桨的预测性能与CFD法基本一致.模型的普适性极佳且计算周期极短、效率高,满足实时、准确预报螺旋桨敞水性能的要求.

西宁特钢连铸机高效化工艺实践

介绍西宁特钢连铸机的技术特性及其高效化的工艺实践。

加权组合模型在路基稳定性评判中的应用

基于双曲线模型和灰色模型,采用误差绝对值加权和最小的准则,创建了新的加权组合模型,理论推导和实测结果表明,该模型较前两种模型预测误差降低。同时,借助加权组合模型对软弱夹层压缩量与总沉降量进行预测,并以两者的比值作为评价因子,依据评价因子变化曲线对路基稳定性的整体变化趋势做出评判,经实例验证,该方法简单、可行。

Y字型隧道纵向通风排烟临界风速研究

为了研究分岔隧道在采取纵向通风排烟系统时各匝道所需临界风速,设计合流型和分流型两种Y字型分岔隧道。数值模拟设定30 MW火灾规模,对比Y字型隧道各匝道的临界风速与单坡坡度隧道临界风速的理论值,并分别对匝道内2 m和6.2 m处的纵向温度进行分析。结果表明,对于非着火匝道,当匝道内的临界通风风速与单坡度隧道的理论值相当时,能保证烟气不通过岔口蔓延到该匝道;对于合流型隧道的着火匝道,其临界风速小于单坡度隧道的临界风速理论值;分流型隧道的着火匝道所需临界风速大于同等单坡度隧道的临界风速理论值。

隧道曲率半径对空气射流流场特性及升压效率的影响研究

研究了不同隧道曲率半径下射流风机诱导的空气射流在曲线隧道内的流场分布特性与射流风机升压效率。通过数值模拟软件Fluent建立了全尺寸隧道模型,曲率半径范围为75~300 m,并考虑了风机布置于直线段与曲线段入口两种典型工况。对曲线隧道内的风速分布、压力分布及升压系数进行了讨论,结果表明,当风机布置于隧道曲线段入口时,未经充分发展的空气射流直接撞击隧道壁面,在曲线隧道中的风速分布表现出明显的不对称性。隧道曲率半径越小,风流在隧道内发展均匀所需的距离也越长。而当风机布置于隧道直线段时,空气射流在进入曲线隧道前已经过充分发展。当隧道曲率半径大于120 m时,在曲线隧道中基本形成4 m/s的均匀风速。但当曲率半径小于等于120 m时,部分风流在进入曲线隧道后沿隧道弯曲壁面发展,同样会造成曲线隧道内的风速分布不均匀。将射流风机布置于直线隧道有助于提高射流风机的升压效率,且曲率半径越小,对升压系数的提升效果也越显著,对于不同的曲率半径,升压系数的提升范围在8.5%~27%。

Hydrodynamic Performance Analysis of Propeller-rudder System with the Rudder Parameters Changing

In order to study the effects of geometric parameters of the rudder on the hydrodynamic performance of the propeller-rudder system,the surface panel method is used to build the numerical model of the steady interaction between the propeller and rudder to analyze the relevant factors.The interaction between the propeller and rudder is considered through the induced velocities,which are circumferentially averaged,so the unsteady problem is translated to steady state.An iterative calculation method is used until the hydrodynamic performance converges.Firstly,the hydrodynamic performance of the chosen propeller-rudder system is calculated,and the comparison between the calculated results and the experimental data indicates that the calculation program is reliable.Then,the variable parameters of rudder are investigated,and the calculation results show that the propeller-rudder spacing has a negative relationship with the efficiency of the propeller-rudder system,and the rudder span has an optimal match range with the propeller diameter.Futhermore,the rudder chord and thickness both have a positive correlation with the hydrodynamic performance of the propeller-rudder system.

对转舵桨水动力性能理论分析

为了对对转舵桨水动力性能进行计算分析,文章采用低阶速度势面元法建立了对转舵桨水动力性能理论迭代预报模型。对转舵桨的前桨、后桨和吊舱单元之间的相互扰动通过诱导速度来考虑,诱导速度由面元法计算获得。为了对对转舵桨性能进行对比分析,文中采用同样的预报模型对相应常规单桨水动力性能进行了计算,该单桨与对转舵桨在设计工况下能够提供相同的推力。实例计算结果表明,在提供相同推力的条件下,对转舵桨相对单桨收到功率可降低8.03%。与单桨相比,对转舵桨尾流周向诱导速度明显减小,其尾流旋转能量得到有效回收。

隧道超浅埋曲线段与高速公路斜交设计研究

城市道路下穿过境高速公路工程对保通及地表沉降的要求高,且施工工法复杂,下穿节点往往成为整个项目成败的关键。目前,针对该类工程的设计与施工尚处于经验累积阶段,需要更多实施案例和理论的支撑。以南京市顺天大街快速化改造二期工程为例,通过经验借鉴、工法比选、数值计算等手段开展了超浅埋斜交条件下浅埋暗挖法和管幕法的适用性探讨,确立了浅埋暗挖法作为本项目的推荐方案,并就施工中面临的关键问题进行了分析。

管幕结构法隧道下穿南京城墙设计方案研究

以南京建宁西路过江通道江南连接线主线隧道东延工程下穿南京城墙仪凤门段节点为例,研究浅埋矩形隧道下穿南京城墙的设计方案。针对节点开挖断面大、城墙变形控制标准高等特点,通过工法比选,推荐采用管幕结构法,并提出相应的设计方案。结合设计方案,利用FLAC3D三维模型,对城墙、城楼稳定性进行分析,确定影响城墙、城楼变形的主要工况,并给出防护措施。研究成果可为其他下穿城墙等国家级保护文物的工程提供参考。

船舶复杂曲板热加工成形工艺研究进展

在造船业,大量的双曲度钢板需要加工,外板成形加工的效率和质量直接影响整个造船进度和质量。本文总结了近年来火焰加热、高频感应加热、激光成形等热加工工艺的新进展,阐述了船体曲板热加工成形的国内外研究近况,提出了进一步研究的方向。

考虑挠度的船用高强度钢曲板线加热成形数值计算研究

为解决船用高强度钢曲板成形难题,以船用EH36高强度钢为研究对象,进行考虑挠度的高强度钢线加热数值计算研究。首先,基于热弹塑性有限元理论和传热学理论建立高强度钢线加热成形数值计算模型,通过和低碳钢试验数据对比分析了温度场、局部收缩量和挠度的分布规律,验证了数值计算模型的可行性。其次,研究了不同加热速度、加热线长和加热线位置等工艺参数对高强度钢板局部收缩和挠度的影响。最后,对比分析了板长、板宽、板厚和曲率半径等几何参数对高强度钢板局部收缩量和挠度的影响。研究结果可为高强度钢曲板自动化成形工艺参数预报提供参考。

吊舱式CRP推进系统理论设计研究

采用螺旋桨旋涡理论和低阶速度势面元法对吊舱式CRP进行适伴流设计。在吊舱给定的前提下对前后桨进行升力线设计和升力面修正,吊舱与前后桨之间的相互影响通过诱导速度来考虑,且诱导速度作为伴流的一部分,并采用面元法进行非定常水动力性能预报。通过实例设计分析可知:在设计进速条件下,采用该方法设计的吊舱式CRP系统与设计的单桨相比,其效率可提高8.533%,设计吊舱式CRP尾流周向诱导速度明显小于单桨时的速度。

路面底基层二灰土施工工艺探讨

结合123省道双狸公路的应用实际,分析二灰土的特性,研究了二灰土的施工方法。

钢管混凝土系杆拱桥管养方法初探

近年来,我国陆续修建了数十座钢管混凝土拱桥、系杆拱桥。这些桥梁建成后如何进行规范化管理、及时进行检查与养护维修工作,最大限度地延长桥梁的使用寿命已成为我们必须面临的新课题。文章针对系杆拱桥自身的结构特点介绍了系杆拱桥的日常管理与养护方法。

基于主成分分析法的沥青混合料级配信息化监管

信息化监管系统的广泛应用能对施工质量控制起到重要作用,但过程中采集的参数众多,数据量极具增加,常规的数据分析方法对其分析层次较浅。鉴于此,基于江广高速改扩建工程信息化监管拌和采集的12个筛孔通过率数据,通过主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)进行沥青混合料级配综合评价。结果表明,主成分分析法能较全面地提取级配信息,并可得到主成分与各筛孔通过率的关系,可为后期沥青路面信息化监管质量评价提供依据。

对转桨水动力性能实时预报方法

为了实现对转桨水动力性能实时预报,基于BP神经网络构建对转桨水动力性能预报模型。首先,采用低阶速度势边界元法建立对转桨水动力性能预报模型,通过调整来流速度和前后桨转速开展对转桨水动力性能多工况计算,从而获得构建神经网络所需的样本空间。建立适用于对转桨水动力性能预报的神经网络架构,通过训练使其具备良好的泛化能力。以某组对转桨为研究对象开展水动力性能实时预报方法研究,结果表明,采用BP神经网络预报模型可获得与边界元法精度相当的预报结果,但该模型与边界元法相比计算所耗时间可以忽略不计,可有效实现对转桨水动力性能实时、快速预报。