基于EXTEND的复杂维修流程仿真

采用EXTEND仿真软件对复杂维修流程进行了建模仿真,某大型修理厂对装备的维修需要经过5道工序,如装备清洗、故障检测、常规故障修复、非常规故障修理、总装测试。其中非常规故障修理工序中,分3条流水线并行进行修理。在此基础上,分析得出随机性维修任务对维修流程的影响,另外利用作业成本法,估算出维修费用,为此问题的研究提供一种可行的技术途径。

基于任务剖面的舰船任务流程建模与仿真

针对舰船保障性工程研究中尚缺乏有效的定量分析技术,在重新定义了舰船任务剖面并提出了元任务概念的基础上,提出了一种任务流IDEF3建模与EXTEND仿真实现的方法。以常规潜艇鱼雷攻击过程为例,建立了基于元任务的IDEF3任务流程模型,然后采用EXTEND对模型进行了仿真,得到了元任务及相应设备的运行强度,并结合设备失效率进一步确定了随艇备件的携带量。仿真结果证明了该方法的可行性和有效性,为舰船任务可靠性、维修性、保障性研究提供了一种有效的定量分析技术途径。

船用汽轮机转子盘轴耦合振动特性研究

基于小长径比建模理论,建立了盘轴耦合转子的有限元模型,并对采用工程实际的斜切方式和轮盘单元等不同建模方法下船用汽轮机转子的振动特性进行了分析,给出了较为系统的、适用于小长径比、短粗转子等结构的建模方法对转子系统振动特性的影响规律。不同的建模方法会对转子盘轴耦合振动特性计算结果有显著影响。轮盘单元会使得转子轴承系统出现附加的振型,表现为轮盘与转轴的耦合模态振型,轮盘单元建模的计算方法能准确描述盘轴耦合转子的振动特性。研究结果表明,对于厚度较大的轮盘,轮盘对转子耦合振动的影响较小,工程常用的斜切建模会引入附加刚度,引起较大求解误差,且这种误差随着轮盘厚度的减小而逐渐降低。

基于π演算的舰船作战任务流程建模

针对舰船作战任务流程仿真和任务成功性研究的需求,运用π演算理论,对舰船作战任务进行了元任务分解,确定了执行命令-条件-运行设备(command-condition-equipment,CCE)规则。在此基础上,研究了一种基于元任务的作战流程π演算形式化和基于CCE规则的元任务建模方法。利用该方法对潜艇鱼雷攻击过程进行了建模,并分析了任务过程的复杂并发性、不确定性和动态演化性。最后,使用MWB工具对所建模型进行了验证和推演,证明了该模型的正确性和有效性,为舰船作战任务流程建模和分析提供了一种新的技术途径。

多物理场迁移相关分析的旋转机械智能诊断方法

针对传统旋转机械跨工况场景故障诊断中仅利用单一物理场信号而无法充分提取域不变特征以及跨工况诊断准确度提升困难等问题,提出了一种多物理场信号迁移相关分析的智能故障诊断方法。该方法提出的卷积相关分析的多物理场信号融合策略可有效提取多物理场信号之间的空间特性表示,采用最大均值差异优化并缩小不同数据域之间的多物理场信号特征相关度矩阵特征的差异,同时将特征相关度矩阵序列输入构建的长短期记忆神经网络提取信号的时序相关特征,该方法可充分提取多物理场信号的空间和时间相关性特征,有效地提高了迁移诊断准确度。通过搭建的泵组故障模拟试验台利用采集的数据对该方法进行了验证,结果表明,提出的方法能够充分提取多物理场信号的域不变特征,在跨工况故障诊断任务中诊断获得较好的诊断精度。

船用汽轮机组振动激励源特性分析

船用汽轮机组运行时会产生较强的振动,易引发关键构件的疲劳破坏,而充分了解船用汽轮机组的振动激励源特性是减小其振动的前提。对某船用汽轮机组在不同运行工况下的振动激励源特性进行仿真研究。首先,分别通过理论分析和数值计算得到汽轮机组的旋转和气动激励源,计算不同运行工况下的等效激励力;然后,将等效激励力加载到地面安装条件下的汽轮机组有限元模型上,计算不同工况下汽轮机组的振动响应;最后,通过对比不同工况下汽轮机组的响应特征,确定旋转不平衡力是汽轮机组所受激励的主要成分,并进一步建立船用汽轮机组的振动加速度与机组转速的关系。该研究方法及有关结论对船用汽轮机组减振优化设计具有一定的指导意义。

基于多物理场信号相关分析与支持向量机的离心泵故障诊断方法

为解决传统离心泵故障诊断仅使用单一振动信号而无法综合利用多物理场相关性信息等问题,该研究提出一种基于多物理场信号相关分析与支持向量机(SVM)相结合的故障诊断方法。首先对采集到的离心泵在不同状态下的多物理场信号进行归一化操作;其次计算任意两个归一化后的多物理场信号的相关度并组成相关度矩阵;最后,以相关度矩阵作为特征使用SVM进行诊断。为验证该方法的有效性,使用离心泵故障数据对所提方法进行了验证。结果表明,相比仅使用单一信号的故障诊断方法,该方法能充分提取离心泵多物理场相关度信息,特征提取更充分,有效提高离心泵故障诊断正确率。

基于基准监管概率安全分析模型的核设施安全审评方法

为解决核设施营运单位开发的概率安全分析(PSA)模型及其软件的差异,导致难以开发兼容性强的基准PSA模型以及独立校核计算困难的问题,有必要针对国际常用PSA软件的模型转换接口,研究利用基于基准PSA模型的安全审评方法,探讨其在核设施安全审评领域应用的可能性。首先,研究了国产PSA软件RiskA以及国外PSA软件RiskSpectrum;然后,探索了在核设施核安全审评工作中使用国产PSA软件进行独立校核计算,以及开发基准监管模型方面的可行性;最后,通过核电厂PSA模型的转换计算和独立校核计算分析,证明了RiskA在建立PSA模型、故障树与事件树分析等方面满足审评需求,并初步探讨了在核设施核安全审评中利用RiskA进行独立校核计算的可行性。

小型一体化铅铋冷却反应堆仿真模型研究

铅铋冷却反应堆在安全性、设计简化、防扩散和经济性方面具有巨大的潜力。本文以一体化小型铅铋冷却反应堆为研究对象,建立了基于四方程漂移流模型的螺旋管直流蒸汽发生器二次侧模型、一回路主冷却系统模型、本构模型和比例-积分-微分(PID)控制模型,开展了铅铋冷却反应堆运行控制特性研究。结果表明,稳态计算结果与设计值符合较好,模型能够准确模拟铅铋冷却反应堆的运行特性;快速变负荷运行工况下系统参数超调较小,能够实现反应堆功率跟随蒸汽流量的快速变化;传热管堵塞对反应堆运行有较大的影响,每堵塞1根传热管,蒸汽流量降低约6.7%。

基于卷积长短期记忆网络和人工鲸鱼算法的核反应堆运行事件诊断方法研究

当核电厂发生异常后应及时诊断原因,以避免对运行人员和周围环境造成严重后果。本文利用卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络可更好地提取数据的局部特征和记忆时间序列信息的特征,研究基于卷积长短期记忆(CLSTM)网络和人工鲸鱼算法的核反应堆运行事件诊断技术。通过核电厂反应堆模拟机仿真实验对本文所述方法进行测试,最终测试准确率为99.91%,证明了本文所述研究方法的有效性。相关研究成果可作为核电厂运行事件的一种诊断方法,有利于提高运行事件诊断的智能化和信息化水平,为核电厂的少人值守甚至无人值守提供技术基础,提高公众对核电厂的认识与信赖。

基于Super MC的船用反应堆辐射屏蔽结构优化研究

船用反应堆辐射屏蔽结构的重量严重影响着船舶的机动性,如何在现有屏蔽空间内进行屏蔽设计以减少屏蔽体的重量,对船舶机动性能提高有着重要意义。本文基于中子输运设计与安全评价软件系统Super MC中的智能核设计模块对固定屏蔽空间的屏蔽优化问题开展了研究,采用"萨瓦娜"号反应堆模型进行了屏蔽优化计算。结果表明,优化方案相比于原始设计方案屏蔽体重量大幅度减小,该方法为指导船用反应堆辐射屏蔽的材料选择与屏蔽体布局提供了新的技术手段。