摘要：以计算流体力学(CFD)理论为基础,基于大型计算流体力学软件Fluent和粒子跟踪测速技术(PIV),开展鱼池流场流态数值模拟与验证方法研究。建立了一套鱼池的三维湍流流动数值模拟模型,通过拟合进水流量、进水口直径和进水高度来获得最佳流速和适宜的流场,分析流速分布和颗粒物运动轨迹;利用PIV技术对鱼池流场进行试验测量,了解鱼池流场及颗粒物运动信息。结果显示:合适的进水参数可使鱼池流场无论从稳定性、排污性能还是节能方面都更符合实际使用需要,数值模拟结果与PIV实测试验结果对比基本吻合,符合鱼池流场的流动特征,数值误差基本保持在8%以内,进一步表明本研究的数值计算和性能预测均能达到一定的精度,可有效掌握鱼池内部三维流动结构和基本流态。CFD数值模拟与PIV技术有机结合,可形成较完整的鱼池流场分析方法,可为今后鱼池的结构设计提供研究手段及理论依据。

摘要：针对高速电主轴采用脂润滑时发热量大且散热困难,极易导致润滑脂过热失效和轴承寿命缩短的问题,以B7009C轴承为研究对象,基于摩擦学和传热学理论,建立了不同转速下轴承发热量的数学模型,通过有限元软件仿真计算了无冷却结构下轴承和轴承座的温度场分布,结果表明高速下发生了润滑失效,需要设计针对性的冷却结构。分别设计了“一进一出单环形槽”“三进三出单环形槽”及“三进三出双环形槽”冷却模型对轴承外圈进行冷却,并对相同工况下3种冷却模型的温度场进行仿真分析,结果表明,达到稳态后,“三进三出双环形槽”冷却模型整体温度较低,温度分布均匀,有助于提高润滑脂的润滑性能,延长轴承寿命,减小冷却水道对轴承座支承刚度的影响。

摘要：极地永久冻土层的低温条件会影响钻井液的流变性,从而影响极地钻井中井筒温度和压力的分布。为了解极地永久冻土层低温条件对钻井中井筒温度和压力分布的影响规律,为极地钻井设计和钻井施工提供依据,分析了低温对水基和油基钻井液流变性的影响,考虑低温对钻井液流变性的影响、永久冻土层与井筒之间的耦合作用,建立了极地钻井井筒温度压力预测模型。通过与实测结果和试验结果对比,证明极地钻井井筒温度压力预测模型的预测精度达到了极地钻井要求。利用所建模型模拟了一口极地井钻井循环和停泵工况下的温度和压力分布,结果表明:循环期间,钻井液吸收下部高温地层的热量,通过环空上返时将热量传递至井筒浅部永久冻土层,导致近井地带冻土层融化,冻土层融化消耗热量使井筒温度降低;随着循环时间增长,环空循环摩阻增大;停泵时间越长,井筒钻井液的温度越接近地层环境温度,开井时环空循环压耗越大,开井泵压也越高。研究结果可为极地井钻井设计和钻井施工提供依据和指导。

摘要：随着海洋观探测技术的发展和日趋成熟,单一水下无人潜航器的应用已不能满足广域数据采集或军事探测任务的需求,因此,水下无人潜航器的编队协作成为发展的必然趋势。水下滑翔机作为一种依靠浮力驱动的新型水下无人航行器,具有广泛的军民应用前景。然而,在受到外界攻击或强气象条件扰动时,水下滑翔机编队必须进行动态变换以实现稳定构型,因此本文针对水下滑翔机编队在强扰动环境下多种构型的稳定性进行分析。首先,对目前国内外水下滑翔机编队应用的现状进行回顾,并介绍水下滑翔机的稳定性研究进展。其次,考虑编队队形的动态变化,提出一种基于复杂网络理论的稳定性评估方法,采用领航-跟随者对编队分别建立有无扰动下的运动学模型。最后采用实例分析,分别进行3种水下滑翔机编队构型稳定性的研究,验证了不同编队构型在强扰动环境下的稳定性。

摘要：针对共轴双旋翼飞行器的研制,设计了基于STM32微处理器和姿态传感器的姿态控制系统;并针对经典比例-积分-微分(PID)控制对于共轴双旋翼飞行器这种强耦合的非线性系统的控制稳定性不足的问题,提出了一种带积分自适应因子的串级PID控制算法。仿真实验和飞行试验表明:相比于传统PID控制,带积分自适应因子的串级PID控制算法具有较快的稳定时间和较小的超调量,提高了系统的稳定性和自适应能力,所设计的姿态控制系统应用于共轴双旋翼飞行器具有理想的控制效果。

摘要：渔业生产大数据是在养殖、捕捞、加工、流通、管理等活动中产生的原始性数据,对提升渔业科技创新能力、推动渔业转型升级、促进渔业绿色高质量发展具有重要的引导作用和使用价值。本研究以中国渔业高质量发展为根本出发点,分析渔业生产大数据中心的特点与应用需求,提出涵盖数据采集、传输、存储、应用全链条的渔业生产大数据中心体系架构,围绕渔业生产大数据采集监测网、资源调度分中心和数据主中心制定渔业生产大数据中心建设的总体方案,并基于大数据应用视角,明确渔业生产大数据中心建设的总体目标、标准体系、规划布局与实施路径。研究表明,建设由水产养殖监测网、海洋捕捞监测网、加工流通监测网、水产养殖分中心、海洋捕捞分中心、加工流通分中心、市场监测分中心、管理服务分中心及渔业生产大数据主中心构成的分布式工程体系,形成渔业生产过程动态监测与态势感知能力,对提升我国渔业生产与管理水平、加快数据融合应用、实现渔业创新高质量发展具有重要意义,可为进一步具体开展渔业生产大数据中心建设提供设计蓝图。

摘要：为了提高修井作业的自动化程度,提出了“立式接替作业、吊卡不流转”的新型修井作业工艺。立式翻转猫道是该工艺的核心部件。分析了立式翻转猫道的结构组成,建立了简化的力学模型,求解得到液压缸驱动力变化规律,并通过SolidWorks Motion软件分析获得仿真曲线。理论解析与仿真分析结果一致,验证了理论解析的正确性。利用Adams软件对立式翻转猫道进行动力学仿真,得到了翻转运动规律。为立式翻转猫道设计和翻转运动控制提供了理论依据。

摘要：多波束渔用声呐是海洋渔业的重要设备,可利用声波对水下生物进行探测,其波束成形的算法是研制过程的核心技术。本研究从圆柱阵多波束渔用声呐的扫海方案出发,在传统移边带算法(SSB)的基础上提出了一种将并行处理转为串行处理,同时在不损失性能的前提下提高信号处理速度的改进算法。首先将传统算法,与本改进算法进行对比。其次在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)平台对改进算法进行了软件的实现,完成了两种算法实现的性能评估和资源消耗分析。最后在消声水池对改进算法的FPGA实现进行了指向性的测试,并通过MATLAB将仿真的波束图与实测后的波束图进行了比对。结果显示:两种算法在性能上保持一致,改进算法消耗的资源比SSB算法消耗的少近70%,同时改进算法的实测结果与理论仿真大致一致,偏差在合理范围内。