风浪联合作用下深水半潜平台耐波性能的数值模拟

通过数值模拟方法,研究风浪联合作用下深水半潜平台的耐波性能。该方法通过建立风速与波浪相干函数模型,利用该模型获得当前深水半潜平台不同工况下风速与海浪的关系,再计算风浪联合作用下深水半潜平台的海浪作用力和风作用力,以2个数值为基础,构建深水半潜平台耐波性能数值模拟模型,在不同情况下模拟风浪联合作用下深水半潜平台耐波性能。实验结果表明:该方法可在不同波浪周期时,模拟风浪联合作用下深水半潜平台的横荡和垂荡数值,在波浪周期较小时,垂荡与横荡数值也较小,深水半潜平台的耐波能力较强;风浪角越大,在波浪周期相同时深水半潜平台的垂向弯矩数值越大,其耐波能力则较小。

基于4-PSE并联机构的地质沉积模拟平台运动学分析

地质沉积模拟平台是定量研究地质沉积理论的重要装置。为满足沉积模拟大型化、精细化和定量化的研究需求,基于4-PSE并联机构设计一种可进行全方位调姿运动的地质沉积模拟平台,对其运动学特性进行研究。结合模拟平台的工作原理,对4-PSE并联机构的自由度进行计算,推导模拟平台的运动学方程。在ADAMS软件中建立模拟平台的虚拟样机模型,利用运动学仿真结果对其运动学参数进行理论验证。分析模拟平台的工作空间约束条件,求得其工作空间,绘制相关结构参数对工作空间的影响曲线。研究成果为后续地质沉积模拟平台的多块平台组合系统实验提供了理论基础。

海洋采油平台天然气泄漏扩散实验与数值模拟分析

基于中国石化胜利油田典型海洋平台,搭建缩比为1∶22的实验平台,选取储罐、天然气处理系统及三相分离器等设备作为气体泄漏源,开展基于Froude数相似理论的甲烷泄漏扩散规律测试实验,同时,采用泄漏及爆炸分析软件FLACS建模,进行典型泄漏工况的数值模拟。通过气体泄漏实验和数值模拟结果对比,两组数据的总平均误差为8.70%,验证数值模型具有较好的预测精度;结合数值模型和实验数据,进一步分析了海洋平台甲烷泄漏的扩散规律,为海洋平台油气泄漏安全风险防控提供了理论和数据支撑。

海上平台高压油浸式变压器爆炸数值模拟分析

海上平台电力变压器是电力系统中重要的枢纽设备,一旦发生爆炸故障将严重影响平台的正常生产运营,造成重大的经济损失,因此,确保海上平台变压器的安全可靠运行至关重要。本文对某生产与岸电共建平台的高压油浸式变压器进行了爆炸数值模拟分析,采用FLACS软件对共建平台进行了3D建模,分析了变压器一次爆炸及二次爆炸全过程,根据计算结果可知,发生爆炸后变压器室内房间的最大超压为0.073 MPa,变压器门的最大超压为0.071 MPa,会对平台生产设施造成一定影响。为降低变压器室内爆炸超压,对原设计方案进行优化,在油浸式变压器间增加泄爆区域,经数值模拟分析可知,增加泄爆通道后,房间爆炸超压明显降低,降至0.014 8 MPa。为进一步提升海上平台整体的安全性能,对油浸式变压器间进行了抗爆设计,抗爆载荷为0.015 MPa,大大降低了爆炸超压对周边油气设施的影响。

基于沉积模拟实验平台的多轴控制系统设计

为研究自然界的沉积现象,设计了一套基于活动底板的沉积模拟实验平台多轴控制系统。该系统以西门子SIMATIC S7-1500 PLC为核心,基于比值串级PID控制算法,通过V90伺服驱动系统,控制沉积模拟实验平台的20块活动底板做姿态运动,模拟各种地质现象。该系统能够实现姿态的NX MCD虚拟仿真、活动底板姿态构造。利用OpenGL技术搭建的上位机三维软件能够实现对各活动底板姿态数据监控等功能。经仿真以及实际测试,控制系统的同步性、协调性良好,满足对沉积模拟实验平台的多轴控制需求。

船闸变电所倒闸操作模拟平台的预设探讨

考虑船闸变电所是通航运行安全的电力系统中枢区域,执行倒闸操作需要具备熟练且规范的操作步骤,避免出现误操作的可能。由此对船闸变电所展开倒闸操作模拟平台的预设研究,该研究不仅可以提高操作人员的熟练度,降低误操作的风险,对船闸稳定安全运行也具有必要性和推广价值。

风浪流载荷下大型海上平台拆解装备起重作业数值模拟

文章以从事大型海上平台设施拆解、安装作业的海洋工程起重船为例,研究超大型海洋工程起重船在风浪流载荷下的运动特性,通过频域分析得到船舶在波浪载荷下运动响应幅值,进而进行时域分析,得到风浪流载荷下的起重作业动态参数。结果显示,起重船提升大型海上设施时,风浪流引起的船舶运动和起重机载荷动态变化均小于起重机设计能力,在设计工况下大型起重机的作业可行性得到验证。

城市更新数字孪生平台搭建与城市更新方案模拟仿真

经济的快速发展极大地推动了城市更新的快速发展,利用测绘数据搭建城市更新数字孪生平台是目前城市更新三维建模的主要途径。然而现阶段城市更新方案编制耗时较长,基于游戏引擎搭建的三维数字孪生平台空间分析能力不足。针对上述问题,本文提出了一套面向城市更新场景下的城市更新数字孪生平台,并在平台中进行城市更新的参数化建模和模拟仿真分析。经运行测试,三维模型可视化效果逼真,系统功能丰富,运行流畅,可以推广应用于城市更新的规划和管理。

河北省台地面数字电视模拟平台建设及应用

为加快推动地面电视数字化,广电总局鼓励并引导各地播出的地面模拟电视向数字电视转型升级,构建新时代地面数字电视传输覆盖网。河北省台于2021年新建改建23个地面数字电视覆盖站点,为尽快提升省台运维队伍的维护技术水平,本单位设计建设了地面数字电视模拟平台,包括监控、门禁、模拟系统三个方面的建设,目前已投入正常使用,为省内各站点设施设备维护提供了实训平台,也可全面保障省台节目的高质量服务和覆盖效果。

标准化病人结合基于网络平台的混合式教学模式在妇科超声检查模拟教学中的应用

目的 探讨标准化病人结合网络平台的混合式教学模式在妇科超声检查模拟教学中的应用效果。方法 选取郑州大学第二附属医院2020级30名超声专业规培生作为对照组,2021级36名超声专业规培生作为实验组,对照组采用标准化病人模式开展教学,实验组在对照组基础上采用基于网络平台的混合式教学模式,2组学生均进行36学时教学。通过临床客观化结构考试(OSCE)、理论知识考试及病例分析考核成绩评估教学效果,并邀请学生自评教学效果以及第三方专家评估教学效果。结果 实验组学生实训后OSCE各考试站得分及OSCE总分均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。实验组学生实训后理论知识及病例分析考核成绩均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。实验组学生实训后教学效果评价各项目评分均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。专家对标准化病人结合基于网络平台的混合式教学模式评估实训基地建设、教学模式、实训内容3个维度评分及总分均高于标准化病人教学模式,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 在妇科超声检查模拟教学中采用标准化病人结合基于网络平台的混合式教学模式,能够提高教学质量及学生对妇科超声检查理论、实践知识的掌握度,满足超声医师的培养需要。

动力电池常见故障模拟实验教学平台开发

动力电池是电动汽车的能量来源。锂电池因其高能量密度、高功率密度和长寿命而成为电动汽车的主流储能系统,然而锂电池系统的各种故障也对电池的性能和安全性构成了威胁,因此开发了一款动力电池常见故障模拟的教学实验平台。该平台包括恒温箱、测试系统、上位机和数据分析等软件,能够仿真出不同类型的电池模组故障数据,包括容量故障、阻值异常故障、短路故障等,可探究不同故障对车用锂电池的影响,为电池故障诊断算法提供了有效的数据支持。同时,该平台能够促进学生发挥主观能动性,提升学生应用基本理论知识解决工程实际问题的能力。

基于模拟仿真的飞行中的人为因素实验教学平台建设与应用

飞行中的人为因素是民航系统的重要组成部分,是保障飞行安全的关键。飞行中的人为因素作为提高飞行员技术能力和非技术能力的核心课程越来越受到重视。该文在高性能飞行训练器的基础上,融合无线传感技术、模拟飞行评分系统等设备,提出基于模拟仿真的飞行中的人为因素实验教学平台建设方案。该实验教学平台的建设作为课堂教学的延伸和补充,主要由多维信息交互教学实验、人机工效教学实验以及认知工效教学实验3部分组成。基于模拟仿真的飞行中的人为因素实验教学平台兼顾飞行技术专业特色,更新传统的飞行中的人为因素课堂教学模式,形成数字化、智能化、系统化和精细化的教学体系,解决目前飞行中的人为因素教学过程中理论与实践脱节问题,促进教师教学方法与模式的改进,增强学生学习的积极性与独立思考的能力,为进一步提高教学质量与培养高素质飞行学员具有重要意义。

地震作用下非等宽平台路堑边坡的动力响应研究

非等宽平台设计是提高碎裂岩体路堑高边坡动力稳定性的有效方法之一,在规范平台宽度不小于2 m背景下,研究该类型边坡的动力响应特征具有重要工程应用价值。通过FLAC3D有限元软件计算三级台阶式边坡平台位置的PGA放大系数、塑性变形区和最大剪应变,然后基于数值模拟结果设计大型振动台物理模拟试验开展非等宽台阶式边坡变形失稳特征和PGA放大系数变化研究,对二级平台宽度引起的边坡破坏程度进行分析,提出路堑边坡工程设计建议。数值模拟表明,随着中间平台宽度增加PGA放大系数先减后增,考虑平台的分割效应下建议该工程二级平台宽度为4 m;物理试验表明,边坡易在平台处产生应力集中,平台分割效应使边坡逐渐分解为局部破坏,地震作用下发生累进变形破坏,分为缓慢变形、加速变形和失稳破坏阶段。研究成果为该类型路堑边坡平台的设计提供了依据。

高校实验室虚拟仿真教学平台建设

近年来,随着高校规模的扩大,科技水平的提高,实验室规模和数量都有了长足的进步,实验室也呈现出一种新的发展态势,即虚拟模拟的建立。随着我国教育改革的要求,高校实验室的实验教学也在不断的创新,传统的实验室实验教学已不能适应高校实验室的发展。因此,加强高校实验室虚拟仿真教学平台的建设是非常有必要的,而且这对推动高校实验室的网络化、规范化以及信息化发展均有重要作用。

可视化交互式核动力系统模拟平台VITARS的开发与验证

针对核反应堆系统热工分析软件RELAP5存在的人机交互不友好的问题,本文开发了可视化交互式核动力系统模拟平台VITARS。VITARS在可视化用户操作界面的基础上,满足RELAP5模块化建模、计算运行控制、计算结果实时显示和多RELAP5耦合计算的功能需求,还具备一个反应堆控制逻辑计算系统。通过VITARS用户可在计算过程中对阀门开度、主泵转速等参数进行手动调节。另外,得益于普适性的数据交互接口,VITARS还可作为一个交互平台,具有与其他热工水力程序耦合的可行性。最后通过对岭澳核电站机组的稳态模拟验证了VITARS的计算准确性。

基于SYCL的多相流LBM模拟跨平台异构并行计算研究

异构并行体系结构是当前高性能计算的重要技术趋势。由于各种异构平台通常支持不同的编程模型,跨平台性能可移植异构并行应用开发非常困难。SYCL是一个基于C++语言的单源跨平台并行编程开放标准。目前针对SYCL的研究主要集中于与其他并行编程模型的性能比较,对SYCL中提供的不同并行内核实现及其性能优化研究得较少。针对这一现状,基于SYCL编程模型对开源多相流数值模拟软件openLBMmflow实现跨平台异构并行模拟,通过对比基础并行版本、细粒度调优的ND-range并行版本以及计算到工作项多对一映射方法,系统总结了SYCL并行应用的性能优化方法。测试结果表明,在Intel Xeon Platinum 9242 CPU以及NVIDIA Tesla V100 GPU上,相比优化后的OpenMP并行实现,在不需要额外调优的情况下,基础并行版本在CPU上获得了2.91的加速比,表明了SYCL的开箱即用性能具备一定优势。以基础并行版本为基准,ND-range并行版本通过改变工作组大小及形状,在CPU与GPU上分别取得了最高1.45以及2.23的加速比。通过优化计算到工作项的多对一映射改变每个工作项处理的格子数量以及形状,与基础并行版本相比,在CPU与GPU上分别取得了最高1.57以及1.34的加速比。结果表明,SYCL并行应用在CPU上更适合采用计算到工作项多对一映射的优化方法,在GPU上更适合采用ND-range并行内核,以提高性能。

基于移动平台和创伤模拟人对伤口护理小组护士掌握伤口护理技术的效果分析

目的探讨移动平台理论授课和创伤模拟人仿真训练培训伤口护理小组护士掌握伤口护理关键技术理论和操作的效果,旨在提高护士处理战创伤的救护能力。方法纳入东部战区总医院各院区伤口护理小组护士105名作为培训对象,培训前2周采用问卷星进行战创伤伤口护理相关理论摸底考核,接着通过移动办公平台线上培训结合培训视频播放混合模式进行理论授课,培训后2周采用问卷星考核理论。再录制可视化战创伤伤口处理操作视频推送至培训对象,对照视频反复练习1周,利用创伤模拟人进行仿真实训和训练前后的操作考核。理论和操作考核满分均为100分。结果105名护士培训前理论得分(62.50±7.03)分,操作得分(83.75±15.16)分;培训后理论得分(73.50±10.64)分,操作得分(96.41±1.66)分,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论移动平台和创伤模拟人培训能够显著提升伤口护理小组护士的战创伤理论知识及伤口处理操作技能。

基于Gym与Flight Gear的AI模拟飞行训练平台搭建

针对AI模拟飞行研究,提出应用平台Gym与Flightgear模拟飞行软件相结合,构建AI模拟飞行训练平台。通过平台优化,可不断增加飞行动作的难度系数,重新设计奖励机制与神经网络,实现由AI操控模拟飞行软件向AI反馈训练数据的交互闭环。训练结果验证了该训练平台的有效性。

海洋强国战略下涉外海事法治人才培养路径探究——以构建国际模拟竞赛平台为例

涉外海事法治人才培养是实施海洋强国战略的重要一环,加快培养高素质涉外法治人才步伐,具有重要的现实意义。本文通过梳理国际模拟竞赛实践教学的运行现状及问题,以构建国际模拟竞赛平台为抓手,为培养复合型、应用型涉外海事法治人才提供重要支撑。

基于热湿平衡协同控制的中央空调系统缩尺模拟实验平台设计

针对中央空调系统节能运维数据的缺失或数据种类单一以及实验条件不足的难题,设计并搭建了一种用于模拟实际空调房间热湿负荷工况的缩尺中央空调实验平台。根据研究需求,通过LabVIEW实现对实验平台的自动控制,可对主机运行台数、风机及水泵频率、加热棒加湿器进行远程设置并稳定运行,构建大量中央空调系统不同工况下运行数据,为空调系统节能研究提供实验平台基础。实验数据表明,本实验平台的水力工况与热力工况符合实际,能够进行多水平、多因素的试验,从而得出准确可靠的运行结果,为中央空调局部以及系统研究提供实验平台基础。