低硫条件下船舶主机缸套-活塞环磨损现状与应对策略 被引量：1

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作者 盛晨兴 饶响 +2 位作者 胡浩帆 熊志坚 郭智威 《中国航海》 CSCD 北大核心 2024年第2期32-39,共8页

国际海事组织(IMO)的“限硫令”于2020年1月在全球范围内实施后,燃用低硫燃油(LSFO)成为许多远洋公司的主要选择。对多家远洋公司船舶主机燃用LSFO后的运行状况进行调研,发现缸套、活塞环等零部件存在异常磨损及故障显著增多的现象。将L... 国际海事组织(IMO)的“限硫令”于2020年1月在全球范围内实施后,燃用低硫燃油(LSFO)成为许多远洋公司的主要选择。对多家远洋公司船舶主机燃用LSFO后的运行状况进行调研,发现缸套、活塞环等零部件存在异常磨损及故障显著增多的现象。将LSFO对船舶主机的影响以及其实际应用案例进行分析与总结,并针对燃用LSFO的主机所出现的异常磨损和故障现象提出应对策略。该研究有助于解决LSFO条件下船舶主机缸套和活塞环异常磨损问题的实际需求,希望进一步推动LSFO条件下缸套和活塞环异常磨损的机理研究。 展开更多

关键词 低硫燃油 船舶主机 缸套-活塞环 磨损 应对策略

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航行背压对超高速水下航体动力系统空化特性影响规律分析

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作者 王童军 王晓放 +2 位作者 吴小翠 钟主海 鲁业明 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期270-282,共13页

为揭示水深变化带来的航行背压差异对水下航体动力系统空化特性的影响规律,建立了航体-喷水推进泵组成的全流域数值平台,并以核心的旋转叶轮区域为对象进行了数值方法校核,结合旋转坐标系下的相对涡量输运理论对不同巡航深度下的动力系... 为揭示水深变化带来的航行背压差异对水下航体动力系统空化特性的影响规律,建立了航体-喷水推进泵组成的全流域数值平台,并以核心的旋转叶轮区域为对象进行了数值方法校核,结合旋转坐标系下的相对涡量输运理论对不同巡航深度下的动力系统空化实施了分析研究。结果表明:随着航行背压的增加,相较于航行背压0.4pr,b,航体动力系统扬程、效率、耗功、推力在0.4pr,b~2.0p_(r,b)内分别下降5.6%,1.7%,4.5%,6.9%(pr,b为额定航行背压);基于涡量输运理论揭示叶轮流道内的空化特性与涡量分布呈强相关性,辐射项在动力系统全流场涡量变化中均有体现,拉伸项对叶片前缘空化的产生起主导作用,随后斜压项可有效捕捉空化边界,而扭转项可有效捕捉空化尾迹;动力系统内的瞬时压力脉动、叶轮轴向力和径向力与航行背压呈负相关,不同时刻下拉伸项和斜压项基本不发生变化,而辐射项和扭转项展现涡团在叶片区的聚集与脱落趋势。 展开更多

关键词 航行背压 超高速水下航体 动力系统 空化特性 涡量输运理论

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船舶双层底结构吸振阻振方案设计 被引量：6

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作者 李浩然 向阳 +1 位作者 李飞 李著新 《船海工程》 北大核心 2021年第6期60-65,71,共7页

为了解动力吸振器和阻振质量对船舶双层底结构的振动控制效果,设计双层底板架结构模型并建立其有限元模型,搭建以离心泵为激励源的试验台架,通过测试与仿真分析确定吸振器的吸振频率和安装位置,采用有限元功率流法确定主要传递路径并继... 为了解动力吸振器和阻振质量对船舶双层底结构的振动控制效果,设计双层底板架结构模型并建立其有限元模型,搭建以离心泵为激励源的试验台架,通过测试与仿真分析确定吸振器的吸振频率和安装位置,采用有限元功率流法确定主要传递路径并继而确定阻振质量的布置位置,分析吸振阻振方案对试验台架的振动控制效果,发现24 Hz不仅是离心泵振动的主要峰值频率,也是双层底板架结构外底板振动的主要峰值频率;24 Hz下的振动主要传递路径位于离心泵进水口侧下方的实肋板和底桁;实施吸振阻振控制方案后,试验台架外底板在24 Hz处的平均振动加速度级降低了5.84 dB。 展开更多

关键词 振动控制 双层底板架结构 动力吸振器 有限元功率流 阻振质量

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基于特征融合的往复式压缩机气阀故障诊断

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作者 王康 宋朝琪 +4 位作者 聂方 袁宗泽 任护国 尧阳烽 余永华 《机床与液压》 北大核心 2025年第1期151-156,共6页

针对仅依靠单一信号难以准确诊断气阀故障且缺乏多参数综合利用的气阀故障诊断方法的问题,提出一种基于t-分布随机近邻嵌入(t-SNE)特征降维融合的往复式压缩机气阀故障诊断方法。以某型四级高压往复式压缩机为研究对象,通过故障模拟试... 针对仅依靠单一信号难以准确诊断气阀故障且缺乏多参数综合利用的气阀故障诊断方法的问题,提出一种基于t-分布随机近邻嵌入(t-SNE)特征降维融合的往复式压缩机气阀故障诊断方法。以某型四级高压往复式压缩机为研究对象,通过故障模拟试验获取进、排气阀不同典型故障下的热力参数和声发射信号,利用t-SNE降维算法将不同信号源提取的高维特征参数融合降维,并基于K-近邻算法(KNN)构建气阀故障诊断模型。结果表明:与其他降维算法相比,经t-SNE降维后,同类样本的类内距离小,不同类型故障样本类间距离较大,可以有效区分进排气阀的各类故障;多信号特征融合降维后,基于KNN分类算法构建的气阀故障诊断模型能有效识别气阀故障,其准确率为100%。 展开更多

关键词 气阀 故障诊断 t-分布随机近邻嵌入 特征融合 K-近邻算法

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柴油机喷油器喷孔堵塞声发射诊断技术 被引量：1

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作者 余永华 贾海超 +2 位作者 胡嘉 胡磊 杨建国 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期466-472,共7页

声发射信号具有频率范围宽、蕴含信息丰富的优点,被广泛应用于柴油机故障诊断中,但诊断判据在多工况和变机型下适应性较差,以柴油机喷油器喷孔堵塞故障为例,分析缸盖声发射信号燃烧段特征,发现不同机型燃烧段的缸盖声发射信号包含多个... 声发射信号具有频率范围宽、蕴含信息丰富的优点,被广泛应用于柴油机故障诊断中,但诊断判据在多工况和变机型下适应性较差,以柴油机喷油器喷孔堵塞故障为例,分析缸盖声发射信号燃烧段特征,发现不同机型燃烧段的缸盖声发射信号包含多个对喷孔堵塞故障较为敏感的衰减振荡,研究了适应性较好的特征参数提取方法.柴油机运行工况多变,难以采集到所有工况充足的故障样本,基于实例的TrAdaBoost迁移学习算法,利用已有工况的数据作为源域辅助训练数据,结合少量目标域数据构成联合训练集,通过对各故障类别的权重迭代,提高了同机型不同工况的故障诊断算法的鲁棒性和故障识别率,并经不同型号的柴油机试验验证表明,该方法将诊断准确率从55%提高到90%以上,有较强的跨机型适用性. 展开更多

关键词 柴油机 喷油器 声发射 故障诊断 迁移学习

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计及电池全寿命周期的船舶复合储能多目标容量配置研究 被引量：7

6

作者 冯龙祥 汤旭晶 +3 位作者 李昕 袁裕鹏 孙玉伟 袁成清 《中国航海》 CSCD 北大核心 2023年第1期30-38,共9页

混合动力船舶通过合理配置各动力源容量可有效提高储能系统利用率,提升航运经济性。针对特定船舶典型工况下的实际负载功率曲线,分别利用平均值法和基于频谱分析的低通滤波法求得船舶动力源各参考功率值。在考虑电池全寿命周期成本的基... 混合动力船舶通过合理配置各动力源容量可有效提高储能系统利用率,提升航运经济性。针对特定船舶典型工况下的实际负载功率曲线,分别利用平均值法和基于频谱分析的低通滤波法求得船舶动力源各参考功率值。在考虑电池全寿命周期成本的基础上,建立以储能系统总成本和总质量最优的双目标函数,确定以储能元件型号与串并联数量为决策变量,在满足系统峰值功率和最大能量等约束条件下,利用第二代非支配排序遗传算法对复合储能系统进行最优容量配置。算例分析的结果验证了复合储能系统多目标优化模型的正确性以及其较纯电池储能在成本和质量方面的优越性。 展开更多

关键词 混合动力船舶 低通滤波 全寿命周期 多目标优化 容量配置

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船舶轮缘推进装置标准体系构建

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作者 宁昶雄 严新平 欧阳武 《船海工程》 北大核心 2021年第6期51-56,共6页

针对已在多种船舶上成功应用的轮缘推进装置(RDT)尚无专业标准和标准体系的问题,分析国内外RDT及其他船舶电力推进装置相关标准的发展现状,参考机电设备的共性特点和GB/T 13016—2018的要求,给出RDT标准体系基本构架,理清RDT的基础标准... 针对已在多种船舶上成功应用的轮缘推进装置(RDT)尚无专业标准和标准体系的问题,分析国内外RDT及其他船舶电力推进装置相关标准的发展现状,参考机电设备的共性特点和GB/T 13016—2018的要求,给出RDT标准体系基本构架,理清RDT的基础标准、通用标准和专用标准,建立涵盖船舶RDT设计、制造、检验,以及运维等全生命周期各环节的标准体系框架,以轴承为例,提出RDT水润滑轴承专用标准构建思路。 展开更多

关键词 轮缘推进器 标准体系 全生命周期 专用标准

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智能机舱验证平台设计与开发 被引量：1

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作者 王晓 余永华 +2 位作者 董旭 胡磊 刘迪 《船海工程》 北大核心 2024年第4期24-28,35,共6页

智能机舱是近年来提出的概念,目前尚处于初级阶段,其功能,如数据采集、特征提取,以及故障诊断等的准确性尚缺乏规范性的验证手段。以某型内河船舶机舱动力系统为对象,基于NI LabVIEW软件平台和现场可编程门阵列硬件开发智能机舱验证平台... 智能机舱是近年来提出的概念,目前尚处于初级阶段,其功能,如数据采集、特征提取,以及故障诊断等的准确性尚缺乏规范性的验证手段。以某型内河船舶机舱动力系统为对象,基于NI LabVIEW软件平台和现场可编程门阵列硬件开发智能机舱验证平台,结合监测设备工作过程机理,按信号特征、通道,以及接口一致的原则,模拟输出柴油机、辅助发电机、齿轮箱和轴系等设备各类监测信号。通过开发的控制软件,可实现标准的、故障的和设备性能衰退的3类信号输出,为智能机舱系统数据采集、信号特征提取、监测诊断算法,以及健康状态评估算法的准确性和实时性提供验证平台。 展开更多

关键词 智能机舱 信号模拟 验证平台

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燃料喷射控制压电阀的驱动控制策略研究

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作者 李帆 高翔 +1 位作者 王勤鹏 贺玉海 《机床与液压》 北大核心 2024年第13期1-6,共6页

压电式喷射器中压电阀的响应速度决定了内燃机燃料喷射控制的性能和精度。为提高压电阀响应速度,针对自主研制的压电阀及其基于脉宽调制(PWM)控制方式的驱动电路,利用MATLAB/Simulink建立两者的联合仿真模型,并搭建压电阀性能测试试验台... 压电式喷射器中压电阀的响应速度决定了内燃机燃料喷射控制的性能和精度。为提高压电阀响应速度,针对自主研制的压电阀及其基于脉宽调制(PWM)控制方式的驱动电路,利用MATLAB/Simulink建立两者的联合仿真模型,并搭建压电阀性能测试试验台,通过仿真与试验结合的方式探究喷射控制信号PWM脉宽、脉冲数对压电阀响应时间的影响。结果表明:对自研驱动电路,喷射控制信号PWM脉宽存在最优值,且最优脉宽在03~042 ms内;多脉冲控制策略下,压电阀开启和关闭响应时间分别为0525、0725 ms;单脉冲控制策略下,压电阀开启和关闭响应时间分别为05、06 ms,均满足内燃机一个循环内实现多次喷射的控制要求;相较于多脉冲控制策略,单脉冲控制策略开启响应时间缩短4762%,关闭响应时间缩短172%。 展开更多

关键词 压电阀 响应时间 控制策略

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基于MPC的船用光储发电系统平抑策略

10

作者 张仲泽 汤旭晶 +3 位作者 郭威 汪恬 胡浩帆 张卫国 《中国航海》 CSCD 北大核心 2024年第4期146-154,共9页

为有效抑制船用光伏输出功率的波动性,提高光伏在船舶电网中的渗透率,文章在储能模块平抑光伏功率波动的场景下,以“中远腾飞”轮为研究对象,将模型预测控制(MPC)理论应用于船用光储发电系统研究中,利用储能充放电实现双向功率控制。首... 为有效抑制船用光伏输出功率的波动性,提高光伏在船舶电网中的渗透率,文章在储能模块平抑光伏功率波动的场景下,以“中远腾飞”轮为研究对象,将模型预测控制(MPC)理论应用于船用光储发电系统研究中,利用储能充放电实现双向功率控制。首先建立船用光储发电系统模型,设计提升储能电池出力水平的MPC策略;其次在MATLAB中搭建仿真模型,仿真结果表明MPC可以在有效提升控制精度的同时平抑光伏并网波动,实现了电池在船舶电力系统充放电过程中的控制优化;最后分析了储能电池容量对于平抑效果的影响,得出MPC使储能模块对于不同渗透率的光伏均能实现平抑的结论,为高渗透率光伏发电系统在船舶上的应用与发展提供了一种解决方案。 展开更多

关键词 船舶电网 光伏 储能电池 模型预测控制

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配气相位对大功率柴油机缸套热负荷影响及优化 被引量：1

11

作者 胡磊 杨建国 +1 位作者 董飞 余永华 《中国航海》 CSCD 北大核心 2021年第2期59-65,共7页

以某大功率柴油机缸套为对象,通过GT-Power和ANSYS仿真平台,建立柴油机工作过程仿真模型和缸套热负荷模型,利用硬度塞法验证其热负荷模型的正确性。适当调整进气提前角及滞后角、排气提前角及滞后角等配气相位角,计算分析配气相位对缸... 以某大功率柴油机缸套为对象,通过GT-Power和ANSYS仿真平台,建立柴油机工作过程仿真模型和缸套热负荷模型,利用硬度塞法验证其热负荷模型的正确性。适当调整进气提前角及滞后角、排气提前角及滞后角等配气相位角,计算分析配气相位对缸套热负荷的影响。利用田口实验设计和方差分析法,制定以不同配气相位角为影响因子的优化匹配方案,进行配气相位对热负荷考核指标权重分析,并进行缸套优化分析。研究表明:确定的缸套热边界条件和仿真模型合理,热负荷计算模型误差较小,排气提前角和进气提前角对缸套热负荷影响权重较大,在功率不低于原标定功率情况下,确定的优化方法可有效降低缸套热负荷指标。 展开更多

关键词 缸套 热负荷 配气相位 权重分析 优化

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胀接工艺和片距对金属复合管换热器接触热阻影响的数值研究 被引量：6

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作者 邓君 张华 《压力容器》 北大核心 2021年第3期1-11,48,共12页

金属复合管换热器制造过程中的胀接工艺会在管与翅片间产生接触热阻,该接触热阻对换热能力的负面影响较为显著。采用一种适用于工程上的结合换热性能试验和模拟仿真的计算方法,针对不同胀接工艺(Type-A型和Type-B型)和不同片距(2.0,2.2 ... 金属复合管换热器制造过程中的胀接工艺会在管与翅片间产生接触热阻,该接触热阻对换热能力的负面影响较为显著。采用一种适用于工程上的结合换热性能试验和模拟仿真的计算方法,针对不同胀接工艺(Type-A型和Type-B型)和不同片距(2.0,2.2 mm)金属复合管的接触热阻数值问题开展研究工作。研究结果表明:片距2.0 mm翅片的换热能力优于片距2.2 mm翅片,Type-B型翅片的换热能力优于Type-A型翅片;片距2.0 mm翅片的接触热阻小于片距2.2 mm翅片,Type-B型翅片接触热阻小于Type-A型翅片;随着雷诺数Re的增加,4种翅片接触热阻均减小,当Re范围为2000~4000时,接触热阻数值及下降幅度较大,当Re范围为4000~6000时,接触热阻的数值及下降幅度较小。由此可见,Type-B型、片距2.0 mm以及高雷诺数(Re>4000)均能减小接触热阻,显著提高金属复合管换热器的换热能力。该接触热阻的研究方法能够部分解决接触热阻在传热过程中的不确定性问题,研究过程和研究结论可为后续金属复合管换热器接触热阻问题的研究提供帮助。 展开更多

关键词 金属复合管换热器 胀接工艺 接触热阻 片距

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超疏水表面一步电沉积制备及防污性能分析 被引量：4

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作者 周兴通 杨宗澄 +1 位作者 贺小燕 白秀琴 《船海工程》 北大核心 2021年第6期72-76,82,共6页

为了减少海洋环境下金属材料表面的生物贴附,在不同沉积电压下利用一步电沉积法将硬脂酸铈沉积到5083铝合金基材上,构建超疏水表面,利用疏水性能抑制生物污损,借助多种测试分析手段对所制备表面的静态接触角、表面形貌、表面成分进行分... 为了减少海洋环境下金属材料表面的生物贴附,在不同沉积电压下利用一步电沉积法将硬脂酸铈沉积到5083铝合金基材上,构建超疏水表面,利用疏水性能抑制生物污损,借助多种测试分析手段对所制备表面的静态接触角、表面形貌、表面成分进行分析,以典型海洋污损微生物三角褐指藻和芽孢杆菌为目标污损生物评价所制备样品的防污性能,试验结果表明,当沉积电压为50 V时,采用一步电沉积法制备的超疏水表面具有良好的化学稳定性和高效的防污性能。与光滑基体表面相比,该超疏水表面可有效减少三角褐指藻和芽孢杆菌的贴附。 展开更多

关键词 超疏水表面 一步电沉积 化学稳定性 防污性能

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船用柴油机燃烧闭环控制策略仿真与试验

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作者 欧顺华 余永华 +1 位作者 董旭 杨建国 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期211-219,共9页

以传统柴油机MAP图为数据集,基于人工神经网络建立面向控制的柴油机仿真模型;针对各缸平均指示压力(IMEP)循环间随机波动及其缸间不均匀性的特性,提出基于反馈型卡尔曼滤波算法的前馈与燃烧闭环协同控制策略.结合柴油机神经网络仿真模型... 以传统柴油机MAP图为数据集,基于人工神经网络建立面向控制的柴油机仿真模型;针对各缸平均指示压力(IMEP)循环间随机波动及其缸间不均匀性的特性,提出基于反馈型卡尔曼滤波算法的前馈与燃烧闭环协同控制策略.结合柴油机神经网络仿真模型,设计了燃烧闭环控制策略仿真架构;在此基础上,通过仿真分析表明所提出的协同控制策略相对于开环控制和常规燃烧闭环控制策略,在稳态和瞬态工况下均表现出了良好性能.最后,在柴油机试验台架上对所提出的协同控制策略进行了配机试验.结果表明:在稳态工况下,所提出的协同控制策略能够明显改善各缸做功均匀性,相比开环控制策略,各缸间IMEP变异系数从5.20%降至0.09%,相对降低了98.27%;在瞬态工况下,响应时间降低至1个工作循环. 展开更多

关键词 船用柴油机 燃烧闭环控制 神经网络 仿真分析

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