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船舶大间距移水水锤影响因素研究
1
作者 方超 李斌 +3 位作者 程舟济 潘未波 赵永才 郭裕 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第7期23-26,共4页
船舶大间距移水系统由于阀门启闭造成的水锤冲击现象突出,严重影响到系统运行安全和总体隐身性能。为指导移水系统水锤冲击治理,探究大间距移水水锤升压的主要影响因素,本文基于瞬变流模型,采用系统仿真的方法对关阀时间、移水压力、管... 船舶大间距移水系统由于阀门启闭造成的水锤冲击现象突出,严重影响到系统运行安全和总体隐身性能。为指导移水系统水锤冲击治理,探究大间距移水水锤升压的主要影响因素,本文基于瞬变流模型,采用系统仿真的方法对关阀时间、移水压力、管道直径等影响因素进行单一变量的比对计算,计算结果表明延长关阀时间、降低移水压力、增大管道直径可有效降低水锤升压。研究结果为大间距移水系统的水锤冲击治理指明了方向。 展开更多
关键词 大间距 水锤冲击 系统仿真 单一变量
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基于多种群遗传算法的舰艇生活舱室布局优化设计方法研究 被引量:2
2
作者 马林 陈登凯 +1 位作者 施红旗 廖纹熠 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第1期189-199,共11页
舰艇舱室布局优化需要考虑舱室之间的相互位置、通行关系、舒适性、便捷性等方面。以潜艇生活舱段为例,根据潜艇舱室布局特点,引入模糊评价方法综合分析舱室相对位置关系,结合应急逃生需求建立舱室布局优化模型。对多种群遗传算法的遗... 舰艇舱室布局优化需要考虑舱室之间的相互位置、通行关系、舒适性、便捷性等方面。以潜艇生活舱段为例,根据潜艇舱室布局特点,引入模糊评价方法综合分析舱室相对位置关系,结合应急逃生需求建立舱室布局优化模型。对多种群遗传算法的遗传操作进行适应性改进,使其更好地应用于舰艇多层舱室布局优化设计。仿真设计分析表明,文中提出的布局优化设计方法可以在较短时间内向设计人员提供多种可参考的布局优化方案,并且改进的多种群遗传算法可以较大程度避免提早收敛陷入局部最优的情况,能够较好地解决舰艇舱室布局优化问题,提高舱室布局优化设计效率。 展开更多
关键词 舱室布局 多种群遗传算法 布局优化 舰艇
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基于两阶段多目标智能设计方法的船舶动力舱设备布局优化研究 被引量:1
3
作者 李金成 刘暾 +5 位作者 令波 朱振桥 叶梦熊 杨姝玲 冯榆坤 陈作钢 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期150-160,共11页
[目的]针对现有优化算法处理船舶动力舱设备布局优化问题时可行解占比低、收敛困难的状况,开展多目标智能设计方法研究,旨在实现智能化布局设计。[方法]提出两阶段多目标优化方法。阶段1,以设备布置顺序为变量,基于NSGA-II算法与混合装... [目的]针对现有优化算法处理船舶动力舱设备布局优化问题时可行解占比低、收敛困难的状况,开展多目标智能设计方法研究,旨在实现智能化布局设计。[方法]提出两阶段多目标优化方法。阶段1,以设备布置顺序为变量,基于NSGA-II算法与混合装箱算法,求解整数规划问题筛选初始布置方案。其中,混合装箱算法融合货架和天际线算法思路,优化目标包括空间利用率、通道及维修空间、维检修效率,约束条件涵盖设备干涉、维修可达、互斥、重心等方面。阶段2,以初始方案为基础,以设备间隔、通道宽度为变量优化得到最佳布局。[结果]将该方法应用于某船舶动力舱局部区域设备布置,所得方案的维检修效率提升17.18%,通道最大宽度及维修空间优化0.47%,剩余有效空间利用率提高33.36%,各项优化目标均不低于人工布置方案。通过参数实验进一步验证了NSGA-II算法参数、精英策略、网格参数的合理性及方法的通用性。[结论]研究表明,两阶段优化方法可行且适用,能有效提高动力舱设备布置优化效率与效果,可为智能化布局设计提供解决方案。 展开更多
关键词 船舶设计 多目标优化 动力舱设备布局 NSGA-II 混合装箱算法 空间利用率
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船舶模块化建造关键技术研究 被引量:3
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作者 周海波 王祖华 +2 位作者 倪先胜 唐波 郑明明 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第3期8-12,共5页
随着科学技术的进步和船舶需求量的增长,船舶建造模式逐步进入了以中间产品为导向的模块化建造模式。相比原传统的建造模式,模块化建造模式下增加了大量中间模块舾装及建造的环节,既包含了区域或功能模块的组装成型、进舱安装,又包括大... 随着科学技术的进步和船舶需求量的增长,船舶建造模式逐步进入了以中间产品为导向的模块化建造模式。相比原传统的建造模式,模块化建造模式下增加了大量中间模块舾装及建造的环节,既包含了区域或功能模块的组装成型、进舱安装,又包括大型分段或总段模块的结构建造、预舾装以及合拢的整体过程。船舶模块化建造技术更为复杂。模块化建造技术是实现模块化造船的前提,本文在分析船舶模块主要类型的基础上,研究了船舶模块化建造流程及其关键技术和措施,为提高模块化造船水平提供参考。 展开更多
关键词 模块化建造 技术流程 关键技术
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潜艇排水孔面积对压载水舱吹除特性的影响研究
5
作者 方超 马骏 +2 位作者 俞健 李斌 张德满 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第4期71-75,共5页
为指导潜艇压载水舱排水孔定量设计,探究排水孔通流面积参数与压载水舱吹除压力特性之间的关系,基于RANS模型和VOF模型,以水舱排水孔面积作为单一变量,对高压空气吹除压载水舱的过程进行数值模拟,采用相关性及回归分析的方法,分析水舱... 为指导潜艇压载水舱排水孔定量设计,探究排水孔通流面积参数与压载水舱吹除压力特性之间的关系,基于RANS模型和VOF模型,以水舱排水孔面积作为单一变量,对高压空气吹除压载水舱的过程进行数值模拟,采用相关性及回归分析的方法,分析水舱内吹除积压随排水孔通流面积变化的规律。计算结果表明,吹除压力和质量流量一定时,压载水舱内壁面最大压力与排水孔面积之间存在负相关的线性关系。研究成果对于排水孔在水舱结构安全和低噪声开孔的约束下开展定量设计具有重要指导意义。 展开更多
关键词 压载水舱 吹除积压 相关性 回归分析
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基于多级节流配置的大压降通海系统低噪声优化设计
6
作者 方超 肖龙洲 +2 位作者 马骏 俞健 蔡标华 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第3期50-54,共5页
针对某型号船舶通海系统大压降工况下节流噪声突出的问题,基于多级节流设计理论,根据系统特性提出三级节流的低噪声优化设计方案。采用二维流场数值计算的方法,快速验证三级节流降噪方案的可行性。对优化前后系统的流场进行数值计算,结... 针对某型号船舶通海系统大压降工况下节流噪声突出的问题,基于多级节流设计理论,根据系统特性提出三级节流的低噪声优化设计方案。采用二维流场数值计算的方法,快速验证三级节流降噪方案的可行性。对优化前后系统的流场进行数值计算,结果表明阀后流体强烈的气蚀及湍流得到有效控制。优化前后对比试验结果表明,优化后系统流噪声降低5.6 dB,节流噪声抑制效果显著,对船舶大压降通海系统噪声治理具有重要指导意义。 展开更多
关键词 多级节流 节流噪声 气蚀 优化设计
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基于YOLOv5的火灾识别模型设计
7
作者 唐昉 马永智 +3 位作者 王书恒 沈文韬 刘铭骥 夏子潮 《船海工程》 北大核心 2025年第2期86-92,共7页
针对深度学习方法中存在的特征提取能力不足和小目标检测能力较弱问题,提出一种基于改进YOLOv5神经网络模型的火灾识别方法。为提高火焰和烟雾的检测精度并降低误检率,通过在主干网络中添加注意力机制改进YOLOv5的主干网络,提高模型对... 针对深度学习方法中存在的特征提取能力不足和小目标检测能力较弱问题,提出一种基于改进YOLOv5神经网络模型的火灾识别方法。为提高火焰和烟雾的检测精度并降低误检率,通过在主干网络中添加注意力机制改进YOLOv5的主干网络,提高模型对图像特征的学习能力。采用新的特征融合方式取代原网络的特征信息融合方式,改进损失函数优化先验框的回归定位精度。通过将颈部网络部分FPN结构替换为BiFPN结构,并使用EIOU损失函数,提升模型对小目标的识别能力和识别精度。 展开更多
关键词 火灾识别 火焰检测 注意力机制 YOLOv5
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基于神经动态优化与模型预测控制的欠驱动船舶精确路径跟踪 被引量:1
8
作者 史峻侨 刘程 +3 位作者 郭玮丽 孙婷 王雪刚 徐锋 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期203-212,共10页
[目的]旨在解决传统模型预测控制方法采用在线滚动方式进行优化求解,造成欠驱动船舶路径跟踪预测控制器计算量大的问题。[方法]将神经动态优化系统引入模型预测控制方法,提出一种具有实时性的欠驱动船舶路径跟踪预测控制器。首先,针对... [目的]旨在解决传统模型预测控制方法采用在线滚动方式进行优化求解,造成欠驱动船舶路径跟踪预测控制器计算量大的问题。[方法]将神经动态优化系统引入模型预测控制方法,提出一种具有实时性的欠驱动船舶路径跟踪预测控制器。首先,针对船舶欠驱动特性,采用并改进视线制导策略:针对传统视线制导策略的运动学模型不确定性问题,基于滑模思想,提出鲁棒视线制导方法;更进一步,针对外界干扰影响下船舶易产生侧滑角问题,对侧滑角进行补偿,提出鲁棒自适应视线制导方法,提高系统对模型不确定性与外界干扰的鲁棒性。其次,针对欠驱动船舶输入饱和问题,通过模型预测控制方法将船舶路径跟踪问题转化为含有输入约束限制的二次优化问题。最后,针对模型预测控制方法采用在线滚动优化策略导致计算负担增加问题,基于投影递归神经网络,建立神经动态优化求解器,通过并行求解含有输入约束限制的二次优化问题,提高计算效率。[结果]经过直线和曲线路径跟踪仿真,验证了本文所提出的具有实时性的欠驱动船舶路径跟踪预测控制器能够达到任意路径跟踪的目标。对比仿真实验结果也表明所提方法相较于Fmin-con优化求解器(MATLAB内置求解器)计算效率提升约90倍,具有显著优势。[结论]研究结果对于提升欠驱动船舶路径跟踪预测控制的实时性能具有一定的工程实用参考价值。 展开更多
关键词 无人船 运动控制 模型预测控制 路径跟踪 神经动态优化 鲁棒自适应视线制导 操纵性
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通用型试水封头结构设计及其强度研究
9
作者 唐敏 和卫平 +1 位作者 刘勇 熊景毅 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第21期13-18,共6页
为满足多直径耐压结构、多压力试验工况的试水要求,本文设计大型平面纵横、平面辐射和球面纵横3种结构型式的试水封头,使用通用有限元软件Abaqus作为建模与计算的工具,对上述3种结构型式的试水封头进行强度计算。通过分析试水封头结构... 为满足多直径耐压结构、多压力试验工况的试水要求,本文设计大型平面纵横、平面辐射和球面纵横3种结构型式的试水封头,使用通用有限元软件Abaqus作为建模与计算的工具,对上述3种结构型式的试水封头进行强度计算。通过分析试水封头结构的强度,得到试水封头结构受压力载荷后的相当应力及变形结果。结果表明,设计的试水封头结构满足要求,综合考虑计算工况、结构质量、应力分布和强度要求等因素,认为平面纵横加筋结构类型试水封头是较合理的结构方案。 展开更多
关键词 封头 强度 有限元 壳单元
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小型船舶冷库制冷系统的改进设计研究 被引量:4
10
作者 刘海鑫 姜勇 +1 位作者 李军 吴昊 《舰船科学技术》 2009年第12期26-28,共3页
以某小型船舶冷库制冷系统运行中的几点问题为例,针对冬季冷却水温度偏低,冷凝负荷大幅变化时,制冷系统不能稳定运行和冷库制冷系统运行时振动噪声较大的问题,分别进行了原因分析,并给出了切实可行的改进设计方案,提高了冷库制冷系统的... 以某小型船舶冷库制冷系统运行中的几点问题为例,针对冬季冷却水温度偏低,冷凝负荷大幅变化时,制冷系统不能稳定运行和冷库制冷系统运行时振动噪声较大的问题,分别进行了原因分析,并给出了切实可行的改进设计方案,提高了冷库制冷系统的性能,降低了制冷设备的振动噪声水平,可以满足船员的使用需求。希望对制冷设计师和用户有所借鉴和启迪,进一步提升我国船舶冷库制冷系统的设计和应用水平。 展开更多
关键词 船舶 冷库 制冷系统 改进设计
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不同沟槽结构下水润滑轴承摩擦振动性能试验研究 被引量:1
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作者 张旭 梁兴鑫 +2 位作者 向永坤 何涛 莫司丞 《润滑与密封》 北大核心 2025年第4期118-125,共8页
针对水下航行器对低振动、高承载、长寿命水润滑尾轴承的需求,使用仿真和试验手段,开展全沟槽结构和局部沟槽结构的两轴承试样在不同工况下的润滑和振动特性研究。试验结果表明:相较于全沟槽结构,局部沟槽结构的水润滑轴承综合性能最佳... 针对水下航行器对低振动、高承载、长寿命水润滑尾轴承的需求,使用仿真和试验手段,开展全沟槽结构和局部沟槽结构的两轴承试样在不同工况下的润滑和振动特性研究。试验结果表明:相较于全沟槽结构,局部沟槽结构的水润滑轴承综合性能最佳,具有较低的摩擦因数,在低速重载工况下更容易形成流体动压润滑;试验结果与仿真结果吻合;比压对两轴承摩擦因数有显著影响,全沟槽轴承摩擦因数随着比压的增大而增加,局部沟槽轴承随比压增加摩擦因数显著降低,且在流量充足的条件下全沟槽轴承温升高于局部沟槽;随着转速的升高,两轴承振动总体上呈现增大的趋势且振动主要来源于低频振动;振动随比压升高无明显变化,相较于比压,转速更能影响轴承的振动特性。 展开更多
关键词 水润滑轴承 全沟槽结构 局部沟槽结构 润滑性能 振动特性
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极地低温环境结冰预探测方法与防除破冰技术研究进展 被引量:1
12
作者 邵苛苛 宋孟杰 +5 位作者 沈俊 蔡标华 甄泽康 石含 张旋 张龙 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第2期1-16,共16页
极地低温、高湿、高风速、高盐度、极昼极夜等极端环境易导致船舶、低空飞行器等近海面装备表面结冰,严重影响装备正常运行。为应对极地复杂环境带来的冰害,国内外学者围绕结冰预测探测方法、防除破冰技术等开展了大量对比实验与数理建... 极地低温、高湿、高风速、高盐度、极昼极夜等极端环境易导致船舶、低空飞行器等近海面装备表面结冰,严重影响装备正常运行。为应对极地复杂环境带来的冰害,国内外学者围绕结冰预测探测方法、防除破冰技术等开展了大量对比实验与数理建模研究,对既有涉冰研究进展进行了分析总结。结果表明:结冰预测方法主要基于经验、理论与数值3种模型,其中,理论模型准确度小于50%,而数值模型准确度大于60%;结冰探测主要采用观测与检测两种方法,其中,平均结冰厚度的观测法与检测法测量精度分别可达±0.038 mm与±0.05 mm;极地装备表面的覆冰源自海浪飞沫、雨雾飞沫与大气,其中,海浪飞沫占比高达90%;防除冰技术有被动式和主动式两种,前者能耗低且寿命短,后者效率高但装置复杂,两者结合仍是未来发展趋势;极地水上船舶破冰主要采用冲撞、顶撞与首压技术,冰下潜艇破冰则采用机械挤压、鱼雷爆破与激光融冰等直接破冰或“先弱冰再破冰”的耦合技术。基于本文对极地低温环境结冰预探测方法与防除破冰技术的分析,进一步提出了既有方法与技术的优化方向,以期为复杂低温环境中载运装备及工程设备的冰灾护控技术发展提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 极地 预冰 探冰 防冰 除冰 破冰
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密闭容器清吹过程流场及噪声特性数值模拟与优化研究
13
作者 何豪杰 张祖提 +4 位作者 姚伍平 李红钢 费銮 龙新平 王晓川 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期333-343,共11页
利用压缩气体驱离流体是密闭容器清理的一种重要方式,其工作过程中将形成复杂的气液两相流动现象并诱发剧烈噪声。为揭示密闭容器清吹过程中复杂流动发展演化规律及流噪声形成机理,优化密闭容器清吹参数从而控制清吹噪声,该研究基于流... 利用压缩气体驱离流体是密闭容器清理的一种重要方式,其工作过程中将形成复杂的气液两相流动现象并诱发剧烈噪声。为揭示密闭容器清吹过程中复杂流动发展演化规律及流噪声形成机理,优化密闭容器清吹参数从而控制清吹噪声,该研究基于流体体积表面跟踪法和Lighthill声类比原理,采用计算流体动力学-计算声学相结合的混合模拟方法对密闭容器清吹过程的流场和声场进行仿真分析和优化研究。研究结果表明,密闭容器清吹过程中,高速气体射流将对液面产生剧烈的冲击作用而形成漩涡、液体破碎和气泡弥散等流态,诱发复杂的不稳定气液两相流动,从而激发剧烈的噪声并影响清吹效率。进气压力将直接影响密闭容器内部流场特性,并进一步影响清吹效率和噪声特性,当进气压力高于1.0 MPa时,气体将沿罐壁进入排水管路形成不稳定的气液混合流动,导致有效排除流量和清吹效率降低。噪声随进出口压差升高而增加,进气压力1.0 MPa时总声压级比0.3 MPa时高10 dB,为兼顾清吹效率和噪声特性,采用0.5 MPa的气体压力具有较好综合性能。根据密闭容器内部流场特性对进气结构进行优化,采用倾斜进气和倾斜渐扩进气结构,清吹效率分别提高了15.0%和27.0%,总声压级降低了10 dB和7 dB。 展开更多
关键词 清吹排污 流噪声 噪声优化 数值模拟 Lighthill声类比
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舰船用泵智能自动化测试系统设计与开发
14
作者 张宇航 刘厚林 +3 位作者 施卫华 李红钢 华如南 董亮 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第14期142-147,共6页
为了实现舰船用泵的高精度自动化性能测试,本文将泵测试技术与可编程控制器相结合,开发一款集数据采集、数据分析、数据处理、Excel报表生成、阀门自动控制等功能为一体的舰船用泵性能测试系统,具备电机空载试验、外特性试验、汽蚀试验... 为了实现舰船用泵的高精度自动化性能测试,本文将泵测试技术与可编程控制器相结合,开发一款集数据采集、数据分析、数据处理、Excel报表生成、阀门自动控制等功能为一体的舰船用泵性能测试系统,具备电机空载试验、外特性试验、汽蚀试验、数据处理分析与存储功能。通过将模糊理论与PID控制技术相结合,实现了全自动性能测试,解决了传统PID调节流量时稳定时间长、稳定误差大的问题。经过试验验证,测试系统的各项测试精度满足均1级标准,同时具有交互性能好、自动化程度高等特点。 展开更多
关键词 舰船用泵 测试系统 模糊PID 自动化测试
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不同设计要求下钛合金双层加筋圆柱壳优化设计特性分析
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作者 李世强 朱时洋 +2 位作者 和卫平 刘均 程远胜 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第2期317-328,共12页
[目的]为探究不同长径比和不同计算压力下钛合金双层加筋圆柱壳优化设计方案的特性,建立钛合金双层加筋圆柱壳结构轻量化数学模型。[方法]基于Matlab建立遗传算法主控程序,采用有限元软件ANSYS进行极限承载能力计算校核,并对比分析不同... [目的]为探究不同长径比和不同计算压力下钛合金双层加筋圆柱壳优化设计方案的特性,建立钛合金双层加筋圆柱壳结构轻量化数学模型。[方法]基于Matlab建立遗传算法主控程序,采用有限元软件ANSYS进行极限承载能力计算校核,并对比分析不同长径比和不同计算压力下钛合金单、双层加筋圆柱壳优化方案的差异。[结果]结果显示,钛合金加筋圆柱壳优化设计存在2个临界计算压力,优化设计可分为3个优化类型,即极限承载能力约束控制优化设计的稳定性约束型、强度约束控制优化设计的强度约束型以及强度和极限承载能力约束共同控制优化设计的共同约束型。长径比越大,临界计算压力越大;在相同的计算压力和长径比下,双层壳优化方案的重量低于单层壳结构;在相同长径比下,双层壳优化设计的临界计算压力小于单层壳。[结论]研究成果可为钛合金双层加筋圆柱壳优化设计提供参考。 展开更多
关键词 壳体 双层加筋圆柱壳 钛合金 结构优化 结构设计 长径比 计算压力
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锌精馏炉双级式列管换热器的设计与数值模拟优化
16
作者 李泽方 闫红杰 +4 位作者 黄正宗 陈录 曾平生 周萍 刘柳 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期2042-2054,共13页
为解决锌精馏炉砖砌室换热器漏风、串气引起的燃烧效率低、换热室余热利用率低等问题,通过重构换热器内流体相对位置和空间布置,设计一种高换热效率、易清灰的新型双级式列管换热器,并采用数值模拟技术对换热器烟道结构进行优化研究,利... 为解决锌精馏炉砖砌室换热器漏风、串气引起的燃烧效率低、换热室余热利用率低等问题,通过重构换热器内流体相对位置和空间布置,设计一种高换热效率、易清灰的新型双级式列管换热器,并采用数值模拟技术对换热器烟道结构进行优化研究,利用综合性能指标等获得烟道优化结构。研究结果表明:采用新型双级式列管换热器可有效提升换热室密封性,从而提升换热效率,预热空气温度可提高37.6℃;缩短换热管与换热器北墙距离或在换热器顶部增加导流板,换热器综合性能均有所提升。 展开更多
关键词 火法炼锌 塔式锌精馏炉 余热回收 换热器
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基于主动顶空采样法的机油释放特征参数测量研究
17
作者 田蕾 王志远 +4 位作者 宋莹 李灿 林本成 刘聪 余涛 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第12期86-92,共7页
本文建立一套主动顶空采样系统并测定汽轮机油挥发性有机化合物(VOCs)的释放特征参数,为舰船舱室汽轮机油挥发污染物控制提供参考。利用低速率采样泵、顶空瓶等搭建主动顶空采样系统,使用低速率采样泵对顶空气体进行采样并采用GC/MS检... 本文建立一套主动顶空采样系统并测定汽轮机油挥发性有机化合物(VOCs)的释放特征参数,为舰船舱室汽轮机油挥发污染物控制提供参考。利用低速率采样泵、顶空瓶等搭建主动顶空采样系统,使用低速率采样泵对顶空气体进行采样并采用GC/MS检测方法定量分析,得到汽轮机油挥发组分和释放特征参数,将汽轮机油置于水浴装置中加热研究温度对挥发的影响。研究发现,室温(约20℃)下1.8 mL/min为该主动顶空采样系统的最佳采样速率。汽轮机油在工作温度(50℃)下的挥发关键参数y0约为5587.6μg/m^(3),挥发物质中浓度最高的是甲苯,占比约13.9%。在13、24、35、50℃下汽轮机油挥发的TVOC浓度分别为2173.9、2730.1、4060.3、5587.6μg/m^(3),在13℃~50℃区间内,温度上升1℃,TVOC浓度上升约95.4μg/m^(3)。 展开更多
关键词 舰船舱室 挥发性有机化合物 释放特征 主动顶空采样法
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基于内外场匹配法的20000TEU集装箱船非线性波浪载荷研究
18
作者 蒙经淼 杨鹏 +1 位作者 李金成 刘敬喜 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第2期214-226,共13页
[目的]旨在研究波高对船舶非线性波浪载荷的影响。[方法]以一艘20000TEU集装箱船为研究对象,首先,对其在不同波高下的波浪载荷进行数值研究。基于刚体理论,采用三维边界元和内外场匹配法计算流体场速度势和波浪激振力,并对自由面的范围... [目的]旨在研究波高对船舶非线性波浪载荷的影响。[方法]以一艘20000TEU集装箱船为研究对象,首先,对其在不同波高下的波浪载荷进行数值研究。基于刚体理论,采用三维边界元和内外场匹配法计算流体场速度势和波浪激振力,并对自由面的范围和网格划分进行收敛性分析。进一步地,分别考虑湿表面引起的波浪激励力与静水恢复力这2种非线性因素,采用三维非线性时域方法研究不同波高的非线性因素对船舶运动和波浪载荷的影响。[结果]结果显示,船体剖面波浪外载荷的非线性现象比船体运动更为显著,且随着波高的增加,船舶的倍频响应也增大。[结论]船舶非线性波浪载荷的倍频现象由船体湿表面变化引起的非线性波浪激励力和静水恢复力共同作用所致,其对波浪载荷量值和循环次数以及结构疲劳损伤的影响较大。因此,在实际工程设计阶段,需充分考虑船体载荷的倍频响应成分,以提高船舶安全性设计水平。 展开更多
关键词 集装箱船 动态响应 运动响应 波浪载荷 非线性 水弹性 时域分析 内外场匹配法
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基于面元法的毂帽鳍螺旋桨水动力性能研究
19
作者 夏琨 余鹏 +1 位作者 殷洪 刘敏 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第1期49-53,共5页
毂帽鳍作为一种良好的水动力节能装置,对螺旋桨有着较为明显的节能效果。本文采用基于诱导速度的面元法,以KP505螺旋桨为研究对象,与实验值进行对比发现面元法预报程序计算精度较高,验证了程序的可行性,是一种毂帽鳍螺旋桨快速设计和性... 毂帽鳍作为一种良好的水动力节能装置,对螺旋桨有着较为明显的节能效果。本文采用基于诱导速度的面元法,以KP505螺旋桨为研究对象,与实验值进行对比发现面元法预报程序计算精度较高,验证了程序的可行性,是一种毂帽鳍螺旋桨快速设计和性能预报的有效手段;对影响毂帽鳍的3个参数进行变参数分析和参数优选。计算结果表明,鳍桨相位角对螺旋桨水动力性能的影响较小,而毂帽鳍直径、毂帽鳍与螺旋桨的轴向间距在合适的范围内尽可能小,能够提高毂帽鳍的节能效果。 展开更多
关键词 水动力性能 毂帽鳍 面元法 参数优选
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基于指向性声源的声场分区控制研究
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作者 沈国诚 石黎 +2 位作者 邹海山 卢晶 雷成友 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期15-27,共13页
声场分区控制系统向声场中不同区域传播不同的音频信息,由于声源的指向性使它在不同方向辐射的声功率大小不同,针对汽车座舱这一应用场景,研究声源指向性对声场分区控制性能的影响.首先,基于自由场的理论模型进行声场分区控制的仿真,针... 声场分区控制系统向声场中不同区域传播不同的音频信息,由于声源的指向性使它在不同方向辐射的声功率大小不同,针对汽车座舱这一应用场景,研究声源指向性对声场分区控制性能的影响.首先,基于自由场的理论模型进行声场分区控制的仿真,针对前区和后区分别为亮区的情况,分析不同位置声源对亮区和暗区声能量的贡献,研究声源指向性对声场分区控制性能的影响并给出定性解释.其次,通过优化两个闭箱扬声器之间的幅值比和相位差,设计具有不同指向性的组合源.最后,在消声室环境中使用组合源进行实验,比较使用不同指向性组合源得到的声场分区控制效果,并与仿真结果进行对比.结果表明,以前区为亮区时,声源指向性对声对比度有显著影响,通过调整组合源的指向性,分区控制效果可优于使用单极子声源得到的控制效果;以后区为亮区时,使用不同指向性声源得到的控制效果没有明显差别. 展开更多
关键词 声场分区控制 组合源 指向性声源 声对比度控制
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