潜器操纵性水动力系数的数值预报方法

论文提出了一种在三维操纵性数值水池中模拟测试潜器水动力系数的计算方法,以解决操纵运动数值计算中的精度和效率问题。研究采用与试验中潜器运动规律相匹配的移动网格技术,针对潜器斜航拖曳、纯升沉、纯俯仰和自由横摇运动等典型操纵性试验完成了数值计算,计算结果与模型试验吻合较好,研究表明,本文提出的方法适用于潜器操纵性设计预报,具有较强的工程实用性。

甲板上浪问题的二维数值模拟

以连续性方程和N-S方程为控制方程,采用源造波理论和技术,建立了具有造波和消波功能的二维数值波浪水槽,并使用VOF方法追踪自由面来模拟二维情况下的甲板上浪问题。文中就迎浪状态下的固定FPSO和横浪状态下的运动船体断面模型所遭遇的甲板上浪现象分别进行了数值模拟研究。船体的运动规律通过势流理论计算结果给定,在上浪现象模拟计算时,船体的运动采用移动网格技术实现。研究表明,计算结果与试验结果相当吻合,该方法可以用于甲板上浪现象的预报和模拟,可以用于分析预报甲板上浪对浮体的破坏作用。

粒子群混合算法在操纵运动模型辨识中的应用

基于经典的POWELL寻优算法和粒子群混合算法,针对航行体的操纵运动数学模型开展智能辨识研究。该方法能够很好地调整算法的全局与局部搜索能力之间的平衡,有效地提高辨识的精度和速度。采用该方法,利用航行体操纵性试验结果,对航行体操纵运动方程系数进行了辨识研究,并用辨识的数学模型进行了水面Z形操纵仿真。仿真结果表明,该方法具有很好的全局收敛性和稳定性。

潜器操纵性水动力试验数值模拟研究进展

传统的潜器性能设计中,操纵性主要采用模型试验和势流理论方法进行预报。随着计算机技术和计算流体力学的迅猛发展,基于CFD技术模拟潜器操纵性水动力试验的技术手段得以实现,并以费用低、无支杆干扰、可获得较为详细的流场信息等优点而广受关注。本文系统分析了潜器操纵性试验数值技术研究的发展历程,介绍了国内外的最新进展,并对该研究领域的发展趋势进行了展望。

基于CFD前处理软件的潜艇加速度系数势流计算方法

采用CFD前处理软件和势流计算相结合的方法,解决潜艇设计中的加速度系数计算问题,对传统方法进行合理改进和优化,提高了工作效率。为检验该方法计算精度,文中计算了3种艇型模型,计算结果用模型试验验证。结果表明,此方法可以有效克服传统面元处理方法对潜艇复杂局部结构几何描述能力不足的缺陷,提高了计算精度。

运动船体甲板上浪的三维数值模拟

本文充分利用势流理论方法和CFD技术各自的优势建立了一种能够准确地再现甲板上浪现象的数值模拟方法。基于Fluent软件平台的二次开发,实现了浮体在波浪中遭受甲板上浪作用的数值模拟。船体的运动规律通过势流理论计算给定,在上浪现象模拟计算时,船体的运动采用移动网格技术实现。文中就迎浪状态下的运动FPSO模型所遭遇的甲板上浪进行了三维数值模拟研究,甲板上水体流动及其对结构物的冲击载荷与试验结果吻合良好。研究表明,该方法对上浪机理能给出较为清晰的描述,为进一步分析预报甲板上浪对浮体结构物的破坏作用提供了基础。

基于动量源方法的黏性流数值波浪水槽

以N-S方程为控制方程,采用VOF方法追踪自由面,通过在动量方程中添加附加源项的方法,发展了黏性流数值造波和消波的方法。基于Fluent求解器,建立了同时具有造波和消波功能的二维数值波浪水槽。进行了数值模拟分析,表明了数值造波和消波的有效性,并成功地数值模拟了在黏性流理论框架中水波与两个垂直刚性薄板相互作用产生的驻波等现象。

甲板上浪问题的研究进展

甲板上浪属于一种强非线性的波体相互作用问题,现象十分复杂。近年来,甲板上浪导致的FPSO(浮式生产储运系统,Floating Production Storage Offloading)的船首甲板和上层建筑严重损坏事故时有发生,甲板上浪问题因此也越来越受到国内外研究人员的重视。文章回顾了关于甲板上浪问题研究的发展历程,介绍了国内外理论研究的最新进展,并对甲板上浪的研究趋势进行了展望。

基于数值水池的潜艇横摇运动仿真

以CFD软件FLUENT为计算平台并进行二次开发,利用UDF模块及动网格技术建立数值水池,对二维矩形剖面及三维SUBOFF潜艇模型的水下自由横摇运动进行数值模拟。采用一种边界滑移动网格技术,保证网格不会发生畸变与重生的前提下,对物体的流场控制方程及刚体运动方程进行同步的耦合求解,计算其横摇周期和横摇阻尼等参数。

利用单频调制技术实现被动型氢钟的锁定

在被动型氢钟的研制工作中经常采用单频调制技术。该文根据其原理设计了试验电路,并观测到误差信号,实现了误差信号的分离,并且利用数字采集处理平台得到了误差的S曲线。最后实现了闭环锁定,测试了取样时间为100s时的频率稳定度,证明试验电路可以有效地实现误差信号的分离。

复杂力学环境下潜器运动仿真建模与低航速协同控制方法

潜器近水面低速航行时舵效较低,并且受到近水面效应和波浪力的影响,精确操纵控制难度极大。针对潜器近水面低速航行典型工况,开展潜器运动控制研究。通过分析波浪力作用规律,建立潜器近水面运动数学模型,针对低速航行状态下对运动控制精度要求高与舵力不足的矛盾,提出基于操舵系统和均衡系统协同参与运动控制的方法。通过对潜器近水面低速运动仿真分析,有效消除了波浪引起的潜器运动变化,潜器的运动状态得到有效控制。

数值水池及其在船舶与海洋工程中的应用

船舶物理模型试验周期长,费用昂贵,外界干扰因素难以控制,测量技术也有待发展,而计算机模拟的数值波浪水池具有费用低、无触点流场测量、无比例尺效应、能消除物模中由传感器尺寸及模型变形等因素对流场的影响,可获得较为详细的流场信息等优点。本文报道了作者在Fluent软件平台的基础上,经过二次开发,在所建立的数值水池中对船舶快速性、船舶与海洋结构物耐波性能等的研究进展。研究表明,数值水池可准确计算模型尺度下的高速船舶的阻力,可准确地模拟再现船舶与海洋结构物周围的自由面波形,计算预报波浪中实尺度船舶与海洋结构物的受力和运动,以及高海情下结构物所受到的冲击力等。

基于伪谱法的水下航行体快速操舵变深图谱研究

本文设计了hp自适应Radau伪谱算法(hp-RPM),基于水下航行体垂直面三自由度运动方程求解了操纵首尾升降舵控制方式下的上浮最优控制问题。根据不同航速、不同最大纵倾角限制、不同变深范围的仿真计算上浮总时间结果,绘制了最大纵倾角—航速图谱、最大纵倾角—变深范围图谱和航速—变深范围图谱,并根据最快变深操纵控制的特点,绘制了不同变深范围的回舵提前深度图谱和最大垂速图谱。最优控制结果符合操纵运动规律,可用于指导操舵人员变深机动操纵、制定变深机动训练标准和开展训练效果评估。

轨道交通车辆制动管路组装工艺

文章针对轨道交通车辆制动管路组装工艺进行研究,首先分析轨道交通车辆常用的制动管路接头的类型,包括卡套式管接头、压紧式管接头和螺纹管接头3种,随后分析在轨道交通车辆制动管路组装过程中的关键点和难点,最后根据实际存在的难点提出优化措施,希望能够进一步提高轨道交通车辆制动管路组装工艺的质量与效果,保证车辆运行的安全性和稳定性。

用于被动型氢钟的高精度控制器设计

根据被动型氢钟数字伺服系统的特点,设计并实现了高精度数字伺服系统。硬件电路采用了高速DSP处理芯片,两种DA转换芯片组合实现了最小步长10μV范围10 V的控制输出,高速AD转换芯片可以满足被动型氢钟慢速调制和快速调制的要求。整个系统以较低的代价达到了设计要求,并进行了硬件测试,结果表明控制电路满足输出要求。

基于等效动稳定性系数的潜艇运动控制方法

对由线性运动方程和Routh-Hurwitz判别法导得的操舵比例函数求解,获得潜艇运动控制新方法,将控制增稳所需的修正舵角与原舵角组合成新指令舵角,可改善潜艇的航行品质。以具有十字舵的某型潜艇为对象求解6自由度运动方程,其中典型的潜艇水下定深回转工况仿真模拟表明:操舵比例系数与水动力导数和等效动稳定系数有关,控制增稳效果受到运动特征量和潜艇操舵角度等因素的影响。潜艇运动控制新方法改善了潜艇航行过程中的运动响应,提高了那些由于自动稳定性不足而难以操控的潜艇的控制稳定性。潜艇运动控制新方法为未来潜艇通过减小操纵面来优化自身综合水动力性能提供了新的技术途径。

X舵潜器水动力特性及主动增稳技术研究

利用潜器航行运动监测系统的运动反馈,提出3种运动跟踪控制因子,以及确定舵等效稳定性系数的方法。以X型舵的操纵特性为研究对象,建立了X舵与十字舵等效舵力分配方法。根据水动力试验数据建立操纵性运动方程,设计了融合主动增稳控制的算法。仿真计算结果满足控制稳定和机动指标的综合要求,可为潜器水动力综合性能多目标优化创造条件。

论长筒形件强力滚压螺纹机械的合理性

介绍在筒形件强力滚压螺纹专用机械中分别对几个主要机械传动部件在工作过程中的分折、优化设计、合理改进,从而提高模具的耐磨性、加工过程的精确性,机台的稳定性和耐用性。

电筒零件拉深成型的气动压边系统

在电筒零件拉深工艺中采用合理的气动压边装置替代简单的弹簧压边机构，从而保证了拉深件的表面质量，大大地减少机床及模具的磨损，减少噪音，收到了满意的经济效益。

利用薄板材料的各向异性合理排样冲裁-弯曲条状零件

以手电筒导电条零件为例简要介绍利用金属冷轧薄板材料的各向异性,合理排样进行冲裁弯曲生产,大大提高了材料的利用率,保证了零件的质量。