潜艇高压气吹除主压载水舱应急挽回的运动规律和控制策略

针对潜艇高压气吹除压载水舱应急挽回姿态控制难题,以吹除高压气和压载水舱中压力气体为研究对象,推导并构建了高压气吹除和压载水舱解除气压数理模型。结合潜艇应急挽回数学模型,对潜艇发生破损进水事故的应急挽回过程进行数值仿真,分析了某潜艇事故采取3种不同挽回方案条件下潜艇运动姿态变化规律。研究结果表明:所构建的数理模型能较好描述潜艇应急挽回姿态变化规律,为潜艇应急挽回运动规律预报、潜艇运动状态实时评估和姿态控制方案制定提供理论依据和技术支持。

基于压缩空气方案的船舶压排载系统设计及优化

船舶压排载系统主要用于调整船舶压载舱内的压载水量,满足船舶在航行、装载、破损扶正等工况下,实现船舶沉浮作业及调整浮态稳性。以某船压缩空气压排载系统为案例,通过简化估算方法得到初步设计方案,并提出系统阻力建模方案,进行系统建模及仿真分析,总结压缩空气压排载系统实际工作动态特性,并通过结果分析提出优化设计方案,满足船舶沉浮作业指标要求。

基于CFD的主压载水舱吹除仿真与试验验证

采用CFD方法对压缩空气吹除主压载水舱过程进行仿真,同时开展水舱吹除等比模型试验,验证了两种湍流模型的预报准确性。在此基础上,着重研究水舱气液两相流动过程以及舱内气体压力动态变化特性,分析气源压力、通海孔面积对吹除的影响。研究发现:两种湍流模型均可以较好地预测水舱吹除过程,其中,Realizable k-ε模型对气瓶气体压力的预测与试验吻合更好;SST k-ω模型对于水舱中气体压力的预测与试验相对较为接近。通海孔面积增加可以显著减弱水舱气体积压,在气源压力为2.16 MPa、5.04 MPa和8.16 MPa时,通海孔面积增大5.14倍,试验测得的水舱峰压分别减少51.13%、59.90%和64.82%,仿真得到的水舱峰压分别减少50.44%、57.30%和60.02%。在吹除后期,有压缩空气从通海孔溢出,舱内气体压力迅速下降,可以此作为解除吹除的判据。

压载水舱吹除系统模型构建及仿真分析

采用理论分析与工程算法相结合的方法,建立了救生钟压载水舱吹除数理模型,并结合水池试验数据对模型进行了验证,在此基础上利用模型针对压载水舱吹除系统的不同工况展开仿真分析,进而对吹除过程中的影响因素进行研究。

80000 t半潜船压缩空气压排载系统设计

以80000 t半潜船为研究对象,以下潜、上浮时间及安全性为设计目标,通过对压排载系统的关键部件的选择和下潜时间的计算验证压载系统设计的合理性,建造中广泛使用新工艺、新材料,提升系统的稳定性,试航结果表明,所设计的压排载系统能够实现预定的下潜和上浮时间,满足安全要求。

潜艇高压气吹除主压载水舱系统实验研究

为了验证推导建立的高压气吹除主压载水舱数理模型的准确性和合理性,设计了潜艇高压气吹除主压载水舱小比例模型,进行了不同模式下高压气吹除压载水舱小比例模型原理实验,得到了高压气吹除压载水舱排水性能以及吹除过程中主要性能参数变化情况,并分析了影响高压气吹除效率的各种因素.对比验证实验结果与建立的高压气吹除数理模型仿真结果表明,通过热力学方法建立数理模型中部分假设和简化是合理的,该模型能对压载水舱吹除过程进行正确表述.

基于CFD的潜艇高压气吹除主压载水舱系统模拟

高压气吹除主压载水舱是潜艇舱室进水情况下最有效的应急挽回手段之一。由于高压气吹除时压载水舱中剧烈的气液混合流动,导致建立的理论模型有一定局限性。本文通过CFD中两相流VOF模型对高压气吹除压载水舱的动态过程进行仿真,分析吹除过程中压载水舱中气-液混合现象、压力变化情况及压载水舱排水速率等特点,以验证高压气吹除压载水舱的理论模型。

潜艇高压气吹除主压载水舱系统模型研究

潜艇发生舵卡和舱室进水事故后,最有效的方法是通过吹除主压载水舱获取正浮力和校正力矩来挽回潜艇,高压气吹除主压载水舱模型建立的准确与否直接关系到潜艇挽回成功与否。因此,有必要开展高压气吹除主压载水舱模型研究。本文分析了潜艇高压气吹除主压载水舱物理模型特征,建立了高压气吹除主压载水舱短路吹除和常规吹除模型,并进行了仿真计算,为开展物理模型实验提供理论依据。结果表明,拉瓦尔喷管流量模型比较适用,压载水舱的排水量主要取决于高压气吹除率和高压气吹除使用方式,相同条件下某型潜艇高压气吹除系统短路吹除的排水量是常规吹除的2倍多。

潜艇高压气吹除主压载水舱研究综述

采用高压气吹除主压载水舱是潜艇发生通海管路破损或高速航行尾卡大的下潜舵角时,最有效的挽回控制手段,因此,高压气系统对潜艇的安全航行具有举足轻重的作用。本文综述目前潜艇高压气吹除主压载水舱研究领域的进展情况、存在的问题和下一步应重点突破的方向,对潜艇高压气系统总体设计、高压气系统的合理使用、潜艇高压气吹除挽回控制等方面都具有指导意义。

船舶实施“溢流法”压载水更换操作时存在问题的研究

此论文通过对船舶压载水系统的研究,探讨了“溢流法”压载水更换操作在实船上应用存在的问题,为进一步更好的实施“溢流法”压载水操作打下了基础。

水下高压气吹除过程中水舱水量精确控制试验研究

水下高压气吹除是一个气液两相混合流动的复杂过程,很难建立精确的数学模型。本文在对高压气吹除进行相关理论分析基础上,开展吹除水舱水量精确控制试验研究,验证以水舱液位为主要控制参数实现高压气吹除过程水舱水量精确控制的可行性,达到了预期控制要求。

50000t半潜船压缩空气压载系统设计研究

压载系统是半潜船的关键系统之一。以50 000 t半潜船的压载系统设计为基础,对压缩空气排载系统工作原理、相应管系设计难点、排载时间计算等方面进行讨论与总结,为今后类似船型设计积累了参考经验。

发射极空气桥InGaP/GaAs HBT的DC和RF特性分析

为抑制电流增益崩塌,提高HBT的热稳定性,研制了发射极空气桥互连结构的HBT晶体管,应用ICCAP提取参数建立VBIC模型,结合模型参数对三种不同结构HBT的DC和RF特性进行比较分析.与引线爬坡互连结构相比,发射极空气桥互连结构HBT的热阻得到改善,热稳定性提高;与发射极电阻镇流方式相比,发射极空气桥HBT的截止频率(fT)相同,最大振荡频率(fmax)提高,最大稳定功率增益(MSG)高出约5dB.

某滨海任务舰空调区域气流组织模拟分析

以某滨海任务舰为例,对主甲板层内空调区域气流组织分布进行评估。基于计算流体力学(CFD)方法,对舰内送风系统和各舱室内空调送、回风情况进行数值模拟。对各舱室关键区域速度场进行分析,重点关注餐厅、厨房、卫生间等负压舱室的气流量分布。结果显示,各舱室内正负压分布满足设计要求且有一定的气压裕度,表明该舰主甲板层内空调区域气流组织设计合理。

考虑重力影响的高压气体吹除改进数理模型和试验对比分析

考虑重力对吹除过程的影响,改进现有压载水舱高压气体吹除数理模型,并对原始数理模型与改进数理模型进行差异对比。通过高压气体吹除系统的模型试验,验证改进数理模型的可靠性。最后,使用改进的数理模型对影响吹除效率的因素进行分析。结果表明:在吹除系统中,当流水孔面积达到一定值时,可能出现流水孔面积增大,但流水孔的水的质量流量几乎不变的情况;当等效喷管喉部直径足够大时,高压吹除的速率与等效喷管喉部直径关系较小。

快速排载系统空压机组节能控制策略仿真

半潜式起重平台的快速排载系统中空压机组为工频和阶梯式集群运行方式,对其进行变频改造和集群控制策略的仿真优化研究、挖掘节能潜力具有重要意义。在对快速排载系统的工作原理进行介绍并建立其数学模型的基础上,提出空压机自适应模糊PID变频控制策略和工-变频联合的集群控制方案,建立快速排载系统仿真模型并设计了典型工况仿真试验。结果表明,在保证平台安全作业时间约束的前提下,所提出的控制策略能够实现快速排载系统的节能运行。

5万t半潜船压载水处理系统设计

分析了5万t半潜船各作业工况下压载水使用情况,压载水配置量大、快速压载是该型船的特点,传统泵压载水处理系统很难满足要求。论述了该型船采用泵压排载和压缩空气压排载组合的压载水系统,着重研究了该船设计中已获实用新型专利的循环法和倒舱法压载水处理方式。该船的创新设计最终满足了IMO D-2的压载水排放标准。

压载水舱泥沙淤积原因和冲淤新方法

东海海水含沙量较高,船舶压载水舱等部位易形成泥沙沉积,增加船舶负重及油耗等运营费用。文章分析了船舶压载水舱泥沙淤积原因,模拟研究了泥沙沉降特征,提出了基于气动冲淤方式的压载水舱泥沙治理新方法。

高压气底吹进气吹除主压载水舱过程分析

采用直接求解流动控制方程的CFD方法对高压气底吹进气吹除主压载水舱过程进行分析。获取吹除过程关键参数,着重分析通海孔面积、气源压力对吹除过程的影响,探索高压吹除过程一般性规律。底吹进气高压气出流方向与通海孔水流方向相反,高压气由通海孔泄漏较少;通海孔面积越大,气源压力越高,吹除用时越短;通海孔面积的增加可以有效减少吹除过程中的高压气消耗,对降低主压载水舱内的压升也有显著作用,通海孔面积增大2倍,3种工况下主压载水舱内的最大压升分别减小0.01 MPa,0.10 MPa和0.15 MPa;吹除过程中高压吹除管路出口气流速度可达1Ma以上,管路出口段的温降也明显大于管路入口段,应将不耐低温的阀门和仪表布置在管路入口段附近。

大型半潜船压载水处理系统解决方案

随着压载水管理公约的生效,大型半潜船压载水处理的需求日渐紧迫。文章介绍了大型半潜船压载水系统的特点以及大型半潜船压载水处理面临的困难与解决方法,通过对大型半潜船压载水处理系统的典型案例比较,分析并得出循环法和重力法是解决大型半潜船压载水处理问题合理可行方案的结论,为大型半潜船压载水处理系统解决方案提供借鉴。