泵喷推进型潜艇电场防护效果与阴极保护性能分析

为探究泵喷推进型潜艇在电场防护和外加电流阴极保护这两种典型工作形态下的防护效果,采用边界元法建立了此型潜艇的腐蚀相关静电场模型,仿真分析了导流罩和导叶对电场防护与阴极保护效能的影响。结果表明:相较于传统推进方式,泵喷推进型潜艇在海水中电场峰峰值降低了约38%,且其仅需约50%的电流值便能达到更优的电场防护效果。此外,不论阴极保护过程中整艇涂层是否完好,泵喷推进装置处的电场峰值均有一定程度的降低,这表明泵喷推进装置具有更好的电场隐身性能;然而在对泵喷推进型潜艇外加电流阴极保护的过程中,只能在船身和大轴处达到较好的保护效果,其导流罩内部的叶轮和导叶难以达到保护电位,处于欠保护状态,局部腐蚀防护仍需加强。

封面图片说明

封面图片来自本期论文“湍流条件下氧的传质过程对舰船混合电场的影响”。图片包含了潜艇腐蚀电场三维模型示意图、一定深度下的潜艇腐蚀电场模值分布图、仿真潜艇表面流速及氧浓度分布图。为研究航行状态下舰船腐蚀电场变化规律,基于电化学原理及流体动力学相关理论,分析湍流流场、舰船电场等多物理场耦合建模理论基础,结合轴频电场中舰船轴系机械结构等效电路电阻变化规律,最终采用边界元法建立了湍流介质条件下潜艇腐蚀混合电场模型,分析不同螺旋桨转速及介质流速下舰船静电场及轴频电场变化规律。研究结果表明:随着潜艇航速及对应螺旋桨转速的增加,舰船腐蚀静电电场显著增大,但增长率逐步下降,同时航速对舰船轴频电场影响较小。

湍流条件下氧的传质过程对舰船混合电场的影响

为研究航行状态下舰船混合电场的产生机理及变化规律,基于电化学原理及流体动力学相关理论,分析湍流流场、舰船电场等多物理场耦合建模理论基础,结合轴频电场中舰船轴系机械结构等效电路电阻变化规律,最终采用边界元法建立湍流介质条件下潜艇腐蚀混合电场模型,分析不同螺旋桨转速及介质流速下舰船静电场及轴频电场变化规律。结果表明:螺旋桨转速由0 r/s增长至1、2、3、4 r/s时,螺旋桨正下方2B(B为船宽)处舰船混合电场幅值依次增长了66.5%、13%、3.7%、1.19%,且混合电场频率与螺旋桨转速一致。该模型对分析运动状态下舰船电场变化规律提供了理论参考。

非理想网络环境下永磁同步电机转速鲁棒控制

针对网络化控制中通信时滞条件下永磁同步电机转速控制问题,首先在网络环境下建立永磁同步电机时滞动力学模型;然后基于模型展开系统调速鲁棒控制器设计,并通过构造Lyapunov-Krasovskii函数得到系统转速控制稳定性条件,进一步利用LMI工具箱计算出相应的鲁棒控制器增益;最后为验证控制器性能,基于SimEvents搭建控制器局域网络(CAN)通信模块,引入干扰信号,以真实反映网络通信诱发的不确定性延迟,并通过MATLAB/Simulink建立基于控制器局域网络的永磁同步电机调速控制系统模型,监测电机转速、相电流及转矩,展开仿真对比分析.结果表明:在非理想网络环境下,采用所设计的调速鲁棒控制器的系统稳定性较传统PI控制器矢量控制方法有显著提高,可以满足永磁同步电机转速控制稳定性要求.

基于MEFD-小波阈值降噪的舰船电场特征提取

为实现低信噪比情况下的舰船轴频电场特征提取,提出一种基于MEFD-小波阈值的特征提取方法.首先采用引入自回归滑动平均模型(ARMA)的改进经验傅里叶分解(MEFD)分解含噪信号;然后采用L2范数筛选出有效信息分量;最后对后续的信号采用小波阈值降噪进行处理.为验证所提方法的有效性,采用仿真信号与船模实测信号进行对比实验.结果表明:本文方法对环境噪声干扰具有鲁棒性,在船模实验2B距离下的提取结果正交性指数为0.0015,相似性指数为0.4503,具有更好的特征提取效果,能实现更远距离的电场信号检测,为后续的电场特性分析及应用打下良好基础.