基于电涡流传感器的水润滑轴承磨损监测系统

为了实时监测轴承磨损状态,保证舰船航行安全,设计一种基于电涡流传感器的水润滑轴承磨损监测系统。将电涡流传感器固定安装在导流罩上,静态获取尾轴停止时的下沉位移测量磨损量,动态测量尾轴转动时输出的正弦信号,通过软件法求解瞬时转速。对系统主要硬件进行设计和选型,确保其满足磨损监测的需要,同时对软件的工作流程和主要功能模块进行设计,完成监测系统的研发。经过试验测试验证,该系统各项功能符合预期目标,能够有效监测水润滑轴承磨损状态。研究成果对水润滑轴承的使用和维修具有指导意义和应用价值。

VSG控制的无人船低电压故障短路电流计算方法

为保证某混合能源无人船中储能设备并入交流母线的稳定性和安全性,采用虚拟同步发电机(VSG)技术对储能设备进行控制。通过对无人船电力系统发生对称低电压故障后的虚拟同步发电机进行暂态分析,考虑到虚拟同步发电机与传统同步发电机在功角特性、耐流能力等方面的不同,对虚拟同步发电机提出新的暂态分析方法,并改进传统短路电流的计算方法,提出考虑内电势变化的改进短路电流迭代计算方法,以提高短路电流计算的精确性。相比于不考虑内电势变化,该计算方法计算得到的短路电流实现了理论值与仿真值的吻合,误差率小于0.5%,可为后续无人船保护整定提供精确的参考依据。

船用基座阻尼板敷设工艺减振降噪效果分析

以降低船用基座辐射噪声为研究背景,选取某型船用基座阻尼板为研究对象,研究不同敷设工艺参数条件下的阻尼板减振降噪效果。采用模态测试方式对不同贴合率、不同厚度和不同规格的阻尼板减振降噪效果进行传递函数测试,为实船基座阻尼板敷设工艺的改进提供支撑。

船舶数字化设计技术的发展、困境及突破

在数字化广泛推行的当下,造船业(特别是船舶设计)正面临重大的机遇与挑战。数字化设计在提高了船舶设计质量和设计效率的同时,依然面临诸多难点,如何通过数字化技术进一步优化设计流程,从而更有效地提升效率、降低成本并实现自主可控,是目前亟需思考的问题。该文通过分析船舶设计和数字化技术融合可能面临的难点,创新性地提出应对思路;介绍了船舶数字化设计平台如何通过统一的面向对象的数据管理核心、基于时间段的刷新机制等技术实现船舶总体设计的突破,为自主知识产权的船舶数字化设计软件的研发探索了1条具有自主发展特色的技术路线。

面向智能化的船舶机舱技术架构分析

船舶机舱自动化能够提高船舶运行效率,降低人工成本,增强安全性。未来,船舶机舱自动化将朝着更加智能化、无人化的方向发展。对船舶机舱自动化的发展历程、趋势以及国内外研究现状进行总结综述,在此基础上分析组成智能化船舶机舱技术的关键技术和基本架构组成,研究结果可为船舶机舱智能化研究工作提供参考。

面向气垫船复杂使用的综合保障能力指标体系构建方法

梳理气垫船保障性设计的影响要素指标,邀请行业内8名专家对要素间的影响关系进行打分,引入多专家参与的改进ISM法将要素间关系转化为矩阵元素,通过布尔运算建立气垫船综合保障能力指标体系,并通过基于改进AHP的专家群体赋权方法对指标要素进行各级指标权重计算。该综合保障能力指标体系构建方法对舰船能力指标构建以及现有能力指标体系检验具有重要参考意义。

气垫船推进装置气动力优化与模型试验研究

以某气垫船推进装置为研究对象,以提高其推进效率为目标,开展推进装置气动力理论优化设计与风洞试验验证工作。首先,基于B样条参数化方法,对推进装置的导管外形进行参数化建模,获得B样条控制参数,并将其定义为优化设计变量;其次,基于试验设计方法DOE、B样条参数化方法和数值仿真方法,开展导管气动力优化设计,形成理论优化方案。最后,设计制作缩尺模型,开展风洞试验,进一步验证理论优化方案的可信度。研究表明:导管外形对其自身以及整个推进装置的气动性能影响明显;通过精细设计导管外形,可以获得更高的推进效率;优化导管外形之后,气垫船推进装置的推进效率明显提升,其中额定功率下的总推力可提高约3%。

喷水推进船舶二维控制手柄优化设计

本文针对喷水推进船舶常用的二维控制手柄功能开展优化设计。通过优化手柄单元的硬件结构和软件控制策略,实现了二维手柄在狭窄航道精确操舵、多工况推进和高速紧急停车等特殊航行场景下的控制功能。优化后的手柄控制系统经Simulink平台模拟仿真,结果满足预期的设计要求。该系统通过了实船功能验证,为后续大批量应用打下良好基础。

船用燃气轮机进气管道声辐射特性计算与分析

动力装置的进排气系统噪声研究多集中在进排气管口声辐射问题,鲜有研究关注管道壁面本身的声辐射问题。针对大型船用燃气轮机进气管道的声辐射问题,本文分别使用解析计算和数值计算方法,分析了在燃气轮机噪声源激励下进气管口的声辐射和管壁振动引起的舱室内辐射声场。研究表明:加大管道尺寸和增大管道壁厚均可降低管壁引起的舱室噪声;在不采取控制措施的情况下,该进气管道相邻舱室内的噪声可高达89dBA;在管道壁面采取声包覆手段可有效降低舱室内的辐射噪声。

舰船测风传感器安装位置数值仿真

舰船测风传感器安装位置的不同会对其测量精度产生一定程度的影响,因此确定测风传感器合理的安装位置具有重要意义。本文在对常见舰船测风传感器位置布设方案进行分析的基础上,基于CFD理论,选用标准k-ε湍流模型,通过Fluent软件,对不同工况下LHA-1两栖攻击舰周围的流场特点进行分析,确定测风传感器的安装位置。研究结果表明,舰船周围的流场受其船体结构影响很大,在船首右侧及岛式上层建筑物中心,测风传感器所受到的扰流干涉性较低,比较适宜安装测风传感器。此研究可为大型舰船测风方案的制定提供参考。

适用于船舶直流区域配电网的保护方法研究

直流区域配电网是交直流混联型电力系统的重要中间网络,对全船电能的分配优化和提高船舶生命力具有重要意义。该文对典型的船舶直流区域配电网的拓扑结构进行分析,并根据其运行特点,研究了各类常用的直流线路保护方法的适用性,得出各类保护的优缺点,获得电流差动保护、电流变化率与电流变化量相结合的电流突变量保护对船舶直流区域配电网有着较好适应性的结论,为船舶直流区域配电网的保护方案的研究奠定理论基础。

气垫船复合材料导管支臂制备工艺与性能试验

分析气垫船(Air-Cushion Vessel,ACV)复合材料导管支臂制备工艺的可行性,对导管支臂样件材料的组合设计方案进行优化,确定混合纤维环氧树脂复合材料-泡沫夹芯作为导管支臂材料。考虑导管支臂结构制造的经济性和可操作性,选择整体成型模式,采用真空导入模塑工艺(Vacuum Infusion Molding Process,VIMP)对导管支臂样件进行制备,并对导管支臂结构开展力学性能试验。试验结果表明,所设计的ACV导管支臂样件满足强度和刚度的使用要求,可为后续导管结构的轻量化和低成本设计提供参考。

线缆打圈对船体材料磁化影响的数值模拟

为评估船用焊机等电气设备线缆打圈对船体材料的磁化影响,阐述线圈电磁计算的要点,建立有限元模型。对不同高度、不同直径和不同安匝数的直流线圈模型进行数值模拟,得到多个条件下的线圈中心最大磁场强度。对比文献,得到不同条件下最大磁场强度对船体材料的影响。结果表明,即使在典型工况条件下,线缆打圈仍会对船体材料会产生不可忽略的磁化影响,在实船建造时应注意规避。

船用A36钢激光-GMAW复合焊焊接工艺

通过试验采用激光-GMAW复合焊,将激光焊和GMAW焊结合起来,可焊接较厚的钢板,由于熔深的增加,能量输入也相应增加,硬度值相应地低于单独采用激光焊的硬度值。试验结果表明,试验钢板以对接接头形式焊接,在改变坡口形式、坡口间隙的情况下,采用激光焊接根部,并用GMAW焊接接头的上部,这种工艺可生产出合格的焊缝,焊缝的宏观金相和硬度均满足要求。

外部气流影响下的船舶通风口烟气扩散试验

为预先确定船舶初步设计中的通风口系统在外部气流场作用下的排气效果,找出设计方案在通风口排气方面存在的问题,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)和风道试验的方法进行研究。以外部气流作用下的通风口烟气扩散试验为研究对象,建立含通风口边界条件的风道三维网格模型,求解不同气体流速下的黏性不可压缩定常流动。计算不同外部气流速度下和不同通风口布局下排气中的CO分布扩散情况,结果表明来流速度增大会加快CO体积分数沿流向的衰减速率,削弱CO横向扩散程度。根据试验结果验证计算的准确性,证明应用CFD技术可评估通风口布局的优劣。

基于多站位点云数据的大面积甲板平面度计算方法

大面积、长距离精度测量和数据处理成为舰船建造精度控制技术的发展方向。基于多站位下全站扫描仪测量甲板平面度获得的点云数据,提出一种平面度高效计算方法。利用全站扫描仪多站位下获得的点云数据及公共点坐标(标靶)进行解算,求出坐标系转换参数,完成坐标系统一;利用最小二乘法完成平面拟合,旋转拟合面求出平面度结果。采用MATLAB仿真验证该计算方法的准确性和有效性,表明其适用于大面积甲板平面度测量。

电力推进系统的谐波仿真研究

船舶电力推进系统的大功率非线性负载会产生显著的谐波电流,并造成电网电压波形畸变。该文以某型测量船的电力推进系统为例,应用ETAP软件建立仿真模型,并进行谐波分析计算。仿真结果表明:该测量船在各种典型工况下的电压总谐波畸变率在规定范围内,可为今后相似船舶的谐波处理提供参考和借鉴。

计及防疫功能区电能质量的船舶综合电力系统供配电优化策略

最近几年,全球陆续出现的各类国际性传染病疫情给世界经济,尤其是国际海运活动造成了严重且深远的影响。基于各类传染病疫情可能长期存在的现实,有必要在船舶上设立常备性质的医疗与防疫功能区。传统的大型医疗电气设备以陆地为主要应用场景,在电气上需要良好的供电质量与可靠性,在空间上则需要与其他区域形成物理隔离,因此防疫功能区在船舶上的应用需要针对性地设计与优化。针对这一问题,提出了一种考虑防疫功能区供电可靠性的船舶综合电力系统供配电优化策略。通过优化发电设备的切换过程,对不同类型的负载分级以保证船舶电力系统的整体稳定与船舶大功率医疗防疫设备在事故工况下的正常运行,从而保障船舶人员的安全与健康。