摘要：[目的]为了实现数字孪生技术在舰船动力系统中的应用,针对舰船动力系统集成度高、全寿期研制特点,梳理在动力系统研制中应用数字孪生技术的技术路线。[方法]利用数字孪生技术的虚实融合与实时交互、迭代运行与优化、全要素与全流程数据驱动等优势,开展符合动力系统研制特点的数字孪生技术体系研究。[结果]经研究,构建了舰船动力系统中应用数字孪生的技术体系,包括规范、平台构建、关键技术、数字孪生体建设、集成验证与示范应用。[结论]研究成果可为舰船动力系统数字孪生技术示范应用及实践提供参考。

摘要：[目的]为满足蒸汽动力系统在不同工况下的使用要求,需开展凝水分配协调性分析和管路优化设计。[方法]基于Flowmaster仿真计算软件,建立凝水系统的管网仿真模型,分析低工况和高工况下的凝水系统压力和流量分配情况,并相应提出降低水柜安装高度和调整系统管路连接方式这2种优化设计方案。[结果]计算结果表明:在低工况下,当凝水系统中节流阀开度30%、循环阀开度45%时,储水量最大为0.128(归一化处理结果),当节流阀开度小于13%时,凝水系统将无法实现储水功能;在高工况下,当凝水系统中节流阀开度90%、循环阀开度18%时,储水量最大为0.404,且凝水系统的分配协调性更好;2种优化设计方案均可有效改善低工况下凝水系统的分配协调性。[结论]研究成果可为实船凝水系统的管路优化设计提供参考。

摘要：[目的]为了解决舰船蒸汽动力系统大流量高压差给水再循环管路因空化和汽蚀而导致的管路腐蚀及振动等问题,提出多级节流孔板设计方案。[方法]根据多级节流孔板几何级数递减的设计规则,选取孔板级数、计算孔板孔径并校核孔板厚度。以某船给水再循环管路作为设计对象,开展实船严苛工况下的Mixture多相流模型数值仿真。[结果]仿真结果表明:采用2片和1片节流孔板时,发生了不同程度的空化及汽蚀;采用3片节流孔板时,给水再循环管路基本不会发生空化和汽蚀现象。[结论]该研究成果可为实船给水再循环管路中节流孔板后的管路汽蚀损坏问题整改提供参考。

摘要：针对舰船智能机舱多源数据处理,建立基于DBSCAN聚类算法的多源数据异常检测方法,包含聚类参数的自动获取及校正,并可根据试验数据进行机器学习和更新。介绍该检测方法的程序框架、子程序的程序流程,并基于机舱中典型的滑油系统进行数据检测测试。经过测试,该检测方法可有效对测试数据进行分析,自动得出并修正聚类参数,且对正常信号相差15%以上的异常数据的检测结果识别度达到100%。本文提出的异常数据检测方法可行有效,可以作为智能机舱数据处理系统的方案之一。

摘要：为减小不必要的振动,开展数控滚齿机系统动态特性和滚齿加工过程中自激颤振的稳定性模型及试验研究,设计并搭建数控滚齿机试验台;并基于铣加工颤振稳定性的研究思想,结合滚齿加工的运动学和动力学特点,推导出滚齿加工的加工稳定性模型;使用一种较为新颖的工作模态分析的方法进行加工过程中的动态模态参数识别。结果表明,滚齿加工稳定性的表达式能反映临界颤振稳定时的主轴转速与径向进给速度的关系;在较低转速范围内,主轴转速变化和过载对机床主轴模态频率影响较小;对模态阻尼影响较大,且对不同方向的模态阻尼影响方式不同。

摘要：针对边际效应法无法解决战时蒸汽动力装置的库存优化问题,基于备件可持续性归一化值,改进已有的边际效应法。建立备件可持续性指标求解流程图,得到其归一化值;联合备件可持续值,改进边际效应法,并从解析的角度论证改进边际效应法的可行性;分平时和战时两种情况,以保障概率为约束条件,按采用边际效应法和改进的边际效应法,分别建立两种备件库存求解流程,求出所有保障要素的最低需要值;采用案例分析的形式,将两种方案计算结果进行对比分析,验证本文提出改进边际效应法的科学性和合理性。

摘要：基于Simulation软件环境,构建轴系及附件系统的数字样机,建立轴系典型故障库及增强故障模型,从而完成轴系运行状态与典型故障的映射关系,并通过影响度分析,实现准确定位和故障复现。初步实现对轴系运行状态的数字孪生,并得到良好的实船验证。提出的基于振动特征的轴系故障诊断与复现方法具有良好的工程可行性,所建立的数字化样机与实船状态具有良好的一致性。

摘要：[目的]为提高舰船动力设备的可靠性并降低维护成本,研究基于数字孪生的舰船动力系统智能运维技术及实现方法。[方法]首先,根据模块功能及结构体系需求,建立数字孪生特征的动力系统智能运维架构;然后,通过工况标杆库建立、控制参数智能寻优以及运行自优化,实现基于综合平稳度的智能控制技术;最后,根据基于知识、基于模型及基于大数据驱动的故障诊断方法,实现复杂系统综合故障诊断技术,形成以数字孪生为技术特征的动力系统智能运维体系。[结果]动力系统智能运维平台的应用案例验证了实现智能控制、故障诊断功能的可行性。[结论]研究成果可为舰船智能机舱的研究和设计提供参考。

摘要：为提升大型舰船推进系统故障诊断技术水平,研究推进辅助系统综合故障诊断技术原理及实现方法。根据推进辅助系统设备特点及故障特性,建立综合故障诊断技术架构,通过研究基于设备故障机理模型、基于故障知识库以及基于故障注入的机器学习的故障诊断方法,实现推进辅助系统综合故障诊断技术,并建立技术验证平台,平台具有故障诊断模型管理、故障数据管理及人机接口功能;给出推进辅助系统综合故障诊断应用案例,结果检验了推进辅助系统综合故障诊断的技术方案和功能实现。

摘要：基于双缸平行轴汽轮机组产生的低工况下高、低压缸汽轮机做功能力不匹配引起的减速器脱啮响声现象,开展了蒸汽回注抑制减速器脱啮响声的试验研究。设计并搭建了汽轮机高低压缸连通管蒸汽回注缩比试验系统,试验结果表明,蒸汽回注系统有效的抑制了减速器脱啮响声现象;当蒸汽回注系统未介入时,减速器原脱啮响声归一化转速带宽为0.21~0.33;当回注阀开度达到50%时,试验转速范围内脱啮响声完全被抑制;蒸汽回注系统改变了原汽轮机组高低压缸功率比,高压缸汽轮机输出功率降低,低压缸汽轮机输出功率升高;蒸汽回注系统的引入在维持推进系统原有转速及功率稳定输出的前提下,工况A、工况B燃油消耗量分别降低了约2%、0.8%。