船用柴油机涡轮辅助EGR系统多参数优化匹配研究

为获得柴油机、排气再循环(EGR)系统和涡轮增压系统的耦合优化匹配运行规律,以SC7H两级增压柴油机为研究对象,在GT-Power软件中搭建并校核原机一维模型,并进一步建立了涡轮辅助EGR两级增压柴油机一维模型。针对涡轮辅助EGR与两级增压耦合系统的匹配问题,提出了基于过量空气系数λ和EGR率需求的三步骤匹配计算流程。匹配规律显示:高/EGR涡轮匹配流量比和高/低压级压比比基本呈线性关系,涡轮辅助EGR进排气压差随压比比增大先增加后减小,在压比比为1附近取最优,比高压EGR高35.35 kPa,涡轮辅助EGR具有更优的泵气过程。建立全连接神经网络优化代理模型并采用NSGAⅡ算法开展耦合系统多参数多目标优化研究。结果显示:涡轮辅助EGR具有更优的BSFC和NOx排放效果,在TierⅢ的加权NOx排放限值条件下,涡轮辅助EGR可调两级增压系统的全负荷加权油耗比传统高压EGR可调两级增压系统低5.20 g/(kW·h)。

船舶修造业固体废弃物的处置工艺

船舶作为大型工业产品,其修造过程涉及众多环节,从材料切割、焊接到涂装,每个环节都可能产生大量的固体废弃物。这些废弃物若处理不当,不仅会对环境造成污染,还可能影响船舶的性能和寿命。因此,从船舶角度出发,深入探讨船舶修造业固体废弃物的处置工艺,对于实现资源的高效利用、减少环境污染以及推动船舶修造业的绿色发展具有重要意义。

燃料油加注船旁靠系泊方案的升级改造

浙江省自贸区外锚地进行海上加注服务时常受到环境条件影响,导致加注船与受注船旁靠加注时安全性低,加注效率不高。采用水动力及系泊分析软件AQWA,针对两船旁靠加注过程,基于缆绳、碰垫规格参数和旁靠系泊形式,开展船船旁靠加注时域下的运动分析。结果表明:在同样船船间距下,即碰垫规格不变时,增加缆绳数量对系泊安全有所改善,但改善空间有限;提高船船间距,即增大碰垫规格,提高碰垫刚度,对于船船旁靠系泊改善较为明显。研究结果可为今后舟山外锚地海上加注服务提供参考依据。

基于点云配准的集装箱船模拟绑扎方法

针对目前集装箱船堆箱绑扎精度验证时,因测量条件恶劣和工装繁重而影响造船工期的问题,通过使用点云配准方法求解舱口盖箱角和绑扎眼板的位姿,并基于此提出集装箱的模拟绑扎方法。该方法通过在大场景船舱点云中提取相对较小的箱角和眼板特征进行点云配准,并求出其实际位姿,同时建立相应的数学模型解算出绑扎余量和集装箱间隙等参数,判断绑扎杆的干涉情况。最后,现场绑扎试验表明,模拟绑扎计算值与试验结果较为相近,有望在未来替代传统的人工绑扎验证方法,实现集装箱船建造过程中的集装箱绑扎数字化模拟验证。

通江达海!8万立方米液化天然气运输船交付

2月18日,中国船舶集团旗下沪东中华联合中船贸易建造的8万立方米液化天然气(LNG)运输船“大鹏公主”号在中船长兴造船基地命名交付。这是继中国首艘国产大型14.7万立方米LNG船“大鹏昊”号之后,为同样位于深圳大鹏湾区域的华安LNG岸站配套的第1艘LNG船,是沪东中华建造的以“大鹏”湾为背景命名的第4艘LNG运输船.

固溶温度对弹性体材料组织和性能的影响

对力学传感器弹性体材料05Cr17Ni4Cu4Nb在热轧态及不同固溶温度下进行加热,水冷480℃时效后的组织和力学性能进行了分析。结果表明:热轧态05Cr17Ni4Cu4Nb钢具有较高的力学性能,抗拉强度为1 288 MPa,屈服强度为1 118 MPa,硬度为38 HRC~40 HRC,塑性指标较低,热轧480℃时效可以提高试验材料的强韧性;热轧态05Cr17Ni4Cu4Nb钢组织为马氏体、残余奥氏体和少量的δ-铁素体,05Cr17Ni4Cu4Nb弹性体材料强韧性较好的固溶温度为1 040℃,在该温度加热后进行水冷480℃时效处理,试验材料获得的抗拉强度为1 326.0 MPa,屈服强度为1 272 MPa,延伸率为15%,断面收缩率为60.5%,硬度为43 HRC,冲击功为57 J;不同温度固溶处理480℃时效后,试验材料的组织为回火马氏体、残余奥氏体和富铜相及碳化物相。

双管悬浮隧道水动力性能试验

利用波流水槽构建双管悬浮隧道(SFT)节段模型,对其水动力性能进行试验研究,详细研究其在波流环境下的水动力性能,并将所得结果与传统单管SFT的水动力性能进行对比。结果表明:随着波浪周期的增加,双管SFT没有出现明显的峰值,运动曲线保持平稳状态,原因可能是双管SFT结构的基频得到提升,有效避开了常规波流载荷共振的能量密集区;与传统的单管SFT相比,无论是波流联合作用,还是波流单独作用,双管SFT在横荡、垂荡和横摇方向上的运动响应和锚索缆力幅值均更小,安全平稳性更好,且随着波高的增加,该效果越明显。研究结果可为SFT和其他类似工程的开展提供参考。

基于模糊神经网络的水下机器人推进系统故障诊断

为了解决水下机器人推进系统运行可靠性问题,提出一种基于模糊神经网络的机器人推进系统故障诊断方法,用以解决故障诊断过程中信息的不确定性问题,并提高推进系统的整体可靠性。该方法在常规神经网络基础上,引入模糊推理形成一种新型模糊神经网络结构,提出一种最小调整的模糊神经网络学习率,完成模糊神经网络训练算法的推导。通过对水下机器人实施定速直航与转向等试验完成神经网络的在线训练,利用已完成训练的神经网络对机器人进行运动建模。通过比对神经网络模型估计值与机器人传感器的实测值获取残差信息,并对残差进行故障信息提取以实现故障诊断。将上述方法应用于仿真试验中,结果表明,基于模糊神经网络水下机器人推进系统故障诊断方法具有较高的可行性和有效性。

海底管道拖管法铺设技术研究进展综述

对海底管道铺设常采用的拖管法的研究进展进行总结,并结合其发展趋势提出后续研究建议。详细阐述浮拖、底拖、离底拖和控制深度拖等海底管道拖管法的铺设方式及其优劣势,系统地总结不同拖管法在国内外诸多油气田项目中的工程应用情况,展示多种基于传统拖管法组合的复合式拖管法及拖管法创新技术。从理论分析、试验研究和数值模拟等3个方面对国内外的拖管法研究现状和发展趋势进行调研,展望拖管法未来在管道运输中的发展,并给出相关研究建议。

温度对扭矩传感器弹性体17-4PH特性的试验

弹性体是扭矩传感器的核心部件,其性能直接影响扭矩传感器的准确性。文章分析了扭矩传感器数学模型,构建了温度作用下材料弹性模量理论模型,并针对弹性体材料17-4PH进行温度性能试验和变温环境下的扭矩校准试验。试验结果表明,弹性体材料17-4PH的弹性体与温度的变化成非线性关系,温度越高弹性模量下降的速度越快,构建的考虑温度影响的弹性模量模型的变化规律与传感器输出值变化一致,这为扭矩传感器的精密设计提供了可靠的依据。

浮冰作用下邮轮结构疲劳累积损伤及可靠性评估

极地邮轮在冰区航行时多次碰撞造成的累积损伤,可能会导致船体结构变形和撕裂等,因此,开展船-冰多次随机重复碰撞下船体结构累积损伤研究,对邮轮局部结构加强设计、保障人员与船舶安全性等意义重大。为此,文章提出了一种基于冰池试验的船舶结构累积损伤及可靠性评估方法。该方法利用设计航线海域信息估算船舶在不同冰密集度下的航行概率,基于冰池模型试验模拟冰载荷与有限元分析模型,确定不同冰密集度船-冰碰撞载荷下的疲劳校核点;应用S-N曲线和Corten-Dolan准则得到极地航线邮轮的结构疲劳累积损伤,实现可靠性评估。运用该方法对一艘极地航行的邮轮进行疲劳分析,以验证所提出方法的适用性与合理性。

LNG动力船废气重整制氢反应特性数值分析

采用计算流体力学(CFD)建立合理的船用废气重整制氢反应器模型,在进口重整气体温度为500℃、水碳比为2的工况下研究液化天然气(LNG)动力船废气重整制氢反应特性,研究重整气体的温度、水碳比和流速对反应特性的影响。研究结果表明:在反应区域,沿气体流动方向,H_(2)的摩尔分数逐渐增大,CH_(4)的摩尔分数逐渐减小,H_(2)O的含量先增加后减少。温度由400℃升高至1000℃,出口H_(2)的摩尔分数由8.4%增大至11.1%,重整反应的能量转换效率由19.48%提高至25.75%。水碳比由1升高至6,H_(2)的摩尔分数由8.2%增大至10.0%,后减小至9.8%;重整反应的能量转换效率先由18.03%提高至23.23%,后下降至22.61%。流速由0.01 m/s增大至0.10 m/s,H_(2)的摩尔分数由12.66%减小至4.90%,系统的能量转换效率由29.87%下降至11.06%。

基于CFD的无人帆船襟翼帆空气动力研究

为推进无人帆船在海洋环境保护和资源勘测等方面的应用,为一款海上自动航行帆船设计了风帆结构,并进行气动性能分析。建立无襟翼帆、分离式襟翼帆和嵌入式襟翼帆3种翼帆模型,通过Fluent软件进行计算流体力学(CFD)计算分析,比较3种风帆的气动性能,分析变角度襟翼帆对风帆气动性能和对帆船推力提升理论的影响规律。结果表明,嵌入式襟翼帆对无人帆船风帆整体的气动性能具有提升的作用;随着襟翼帆偏转角的增大,风帆的升力系数和升阻比随之增大、帆船的推力系数明显增强,对帆船性能的提升具有较优的影响,促进无人帆船在推力提升方面的研究。

基于ADAMS的抛石整平船刚柔耦合动力学建模及动态特性研究

以“津平1”号抛石整平船为研究对象,利用ADAMS虚拟样机技术建立其刚柔耦合模型。根据抛石整平船实际工况施加约束、运动驱动和外部激励,对模型进行模态分析和动力学仿真分析,研究抛石整平船的工作动态特性,求解其关键结构部件——抛石管不同工况下的模态振型,得到大车起步阶段的运动响应、抛石管在行走过程中产生的振动和受力情况。该动力学模型可为后续水下整平设备的动力学理论和机理研究提供仿真平台,动力学计算结果可为结构振动控制提供依据,对结构优化设计具有指导意义。

基于BESO算法的邮轮结构开孔拓扑优化

以大型邮轮舱段中的船底旁桁材结构为研究对象,采用结构优化算法,对大型豪华邮轮船底桁材结构进行开孔,并对其结构加以优化。结合多工况的船体结构优化的BESO算法,在特定的设计域内进行结构拓扑优化。在此基础上,分析了10种工况下优化开孔前后最大应力、平均应力和体积的变化,并对孔型结构进行了优化,以分析新开孔的力学性能。优化结果显示,在满足船体刚度的条件下,优化后,新式开孔的最大应力比优化前提高了44.26%。开孔后的面积比优化后减少51%,达到了轻量化的目的。研究结果可以用于指导船体建造。

航速对大型半潜船波浪载荷影响研究

基于三维势流理论,采用考虑航速的波浪载荷预报方法,对一艘10万t级半潜运输船在0航速及设计航速下的船体梁波浪弯矩及波浪剪力进行预报,结果表明,设计航速下船体波浪弯矩极值较0航速时增加约9%,波浪剪力极值增加约18%。为10万吨级大型半潜船设计提供参考。

新型船舶螺旋桨静平衡检测装置及算法

针对大型船舶螺旋桨质量大和静平衡检测难度大等问题开展技术研究,设计一种新型检测装置。采用力矩平衡原理对该检测装置的结构和工作原理进行分析,提出一种新型螺旋桨不平衡量检测算法,并利用高精度传感器和数据采集软件计算出不平衡质量。同时,提出磨削分解算法,通过该算法能快速计算出待磨削桨叶的打磨量,提高检测的精度和效率,为船舶螺旋桨和大型盘状转子类构件的静平衡检测分析提供技术参考。

面向维修性增长的船舶典型舱室布局优化方法

在进行船舶舱室布局的过程中,针对船舶舱室布置过程中主要考虑设备功能性需求而维修性考虑不充分的情况,通过分析维修性设计要求,结合船舶舱设备布置特点,建立面向维修性增长的船舶典型舱室布局问题的数学模型,根据相关规范要求设置约束条件及目标函数,选取某型船的主机舱,利用剩余空间分割法对该机舱设备的随机布置方式进行规划,运用粒子群算法进行优化求解,可有效提高船舶舱室的维修性设计水平,研究成果可为船舶舱室的布置提供参考。

IMO邮轮复航指南及应对措施解析

席卷全球的新冠肺炎疫情严重冲击了世界邮轮产业,面对业界对邮轮复航的迫切需求,针对2020年IMO发布的《新冠疫情下欧盟逐步和安全恢复邮轮运营指南》,从船方措施、港口措施和船港协同3方面解析该指南对邮轮复航的要求,总结保持社交距离、控制人员密度、新风空调系统等邮轮复航要求的关键点,并结合"海洋量子"号等邮轮复航的应对措施进行阐述,以期为今后的邮轮防疫设计和操作提供参考。

大型船舶艉轴管镗孔评测方法及在线测量系统

为解决船舶艉轴管镗孔时人工检测较为繁琐和精度不足的问题,提高船厂艉轴管制造的效率和质量,将传感器技术应用到艉轴管检测中,系统地分析艉轴管在线测量的采样方案和各项误差的评定方法。通过基于VB开发的在线测量系统,最终实现艉轴管的自动化检测,有效促进船舶艉轴管数字化加工进程。