摘要：为了探索不同主机工况对大型船用柴油机余热利用系统能量利用率及相关参数的影响规律,以MAN公司生产的6S50ME-C8.2型船用低速柴油机及自主设计的余热利用系统为例进行研究.柴油机余热利用系统包括船舶主机、余热锅炉、动力涡轮发电子系统、汽轮机发电子系统、高温冷却水利用换热设备和有机工质汽轮机发电子系统等装置.基于主机试验数据和后续的理论计算,研究不同主机负荷和环境温度对余热利用系统发电功率、余热利用潜力及其相关参数的影响规律.结果表明,随环境温度和主机负荷的升高,该船舶主机余热利用系统的余热利用能力逐渐升高,余热利用系统总体发电比的最大值为12.9%,发电总功率的最大值为1 288.7kW,系统余热利用率的最大值为17.9%.

摘要：为形成逻辑严密、可追溯的适航符合性验证资料,提出一种基于符合性证据链的航电系统工程试验方法,并对实现中的关键问题进行分析研究。以自动飞行控制系统的工程试验为例,设计与实现了基于自动飞行控制系统适航验证需求的验证平台。在验证方案设计中,针对复杂验证环境中部分参数不确定性描述问题,提出一种基于分类概率多场景分析的验证方案设计方法,基于适航验证需求,对飞行数据进行筛选,通过对筛选后的飞行数据进行统计特性分析、随机抽样与合并缩减,生成包含发生概率的确定性场景,描述验证环境中部分参数的不确定性。在验证数据分析中,针对多场景多参数条件下的适航符合性判断问题,提出基于加权Dempster-Shafer证据理论的适航符合性评估方法,以确定性场景发生概率为权重,进行证据融合,避免部分小概率场景对融合结果的干扰。基于实际飞行数据,自动飞行控制系统的自动飞行模式工程试验结果表明,所提方法有效可行。

摘要：结构刚度、振动及开口处强度影响开口甲板服役寿命。针对开口甲板型式,以多项式惩罚模型(Polynomial penalization model,PPM)为理论依据并辅以三段式延拓(Three-stage continuation,TSC)法,提出一种基于折衷规划法(Compromise programming method,CPM)和改进博弈论四重组合赋权法(Improved fourfold combination weighting model of game theory,IFCWGT)的强度-刚度-振动多目标拓扑优化(Topology optimization,TO)综合策略。为缓解传统变密度法收敛至局部最优解及局部模态问题,将应用TSC技术的PPM引入至开口甲板多目标概念设计领域。建立结合CPM和PPM-TSC的最大单元应力最小化、静态多应变能最小化、动态多频率最大化的多目标TO模型并应用β法以获取Pareto妥协解。提出利用博弈论思想无偏好耦合层次分析(Analytic hierarchy process,AHP)法、熵权法(Entropy weight method,EWM)、基于层间相关性(Criteria importance through intercriteria correlation,CRITIC)法及变异系数法(Coefficient of variation method,CVM)的IFCWGT策略,以得到兼具设计决策者主观价值和数据客观性的子目标综合权重因子。研究表明,所提出的融合四种主客观赋权法的IFCWGT技术在子目标权重分配及开口甲板拓扑性能、拓扑布局方面更具先进性。

摘要：系泊系统是保证浮体安全定位作业的重要装备,在不同设计阶段可采用不同的数值分析方法。准静态方法采用悬链线方程模拟系泊系统,解耦动力方法将准静态方法获得的船体运动响应作为系泊系统有限元模型的顶端运动边界条件,耦合动力方法将船体运动方程与系泊系统有限元动力学控制方程联立求解,这三种方法耦合程度依次增强。为了对比不同分析方法的计算精度与效率,针对FPSO采用三种数值方法开展多点系泊系统总体动力响应计算,通过对比分析船体运动响应及系泊张力结果发现:系泊系统对船体运动具有一定的阻尼作用,在准静态方法中需予以考虑;相对于耦合动力方法,解耦动力分析方法能够在保证计算准确性的基础上节省计算时间,提高计算效率。

摘要：大型破冰型LNG船为兼顾敞水航行与破冰航行性能,通常船宽较大且船身较重,并采用异于常规LNG船的艏艉线型,这样船体可能遭受严重的波激振动和砰击颤振作用,对结构疲劳强度和船体梁极限强度产生较大影响。本文基于三维水弹性理论,研究波激颤振作用下的船体结构强度评估方法,对比破冰型极地LNG船与常规LNG船在敞水工况下波激颤振水弹性响应的差异,分析波激颤振作用对两型LNG船结构强度的影响。结果表明,波激颤振效应对结构强度影响显著,需在大型破冰型LNG船的设计检验中予以充分关注。

摘要：本文以设有4个棱形B型独立液货舱的98 000 m3超大型乙烷运输船(VLEC)为例,研究了液舱晃荡和船体运动的水动力耦合效应的数值求解方法,其中主要考虑了晃荡效应对附加质量、阻尼系数和回复刚度的影响,不计及波面翻卷和破碎等强非线性因素。采用三维线性势流理论计算船体外流场(波浪运动)和液舱内流场(流体晃荡),在频域内求解液舱晃荡与船体运动的耦合运动方程,对是否考虑晃荡效应两种情况下船体运动的传递函数和剖面载荷的长期预报极值进行了对比分析。同时,以船体最大横摇运动响应时的等效设计波作为激励输入,运用计算流体动力学方法计算液舱三维晃荡运动特性和晃荡冲击压力。计算结果可为VLEC的总体性能评估和B型舱的结构安全评估提供参考。

摘要：潮流能发电水轮机翼型性能参数优劣是决定水轮机效率高低的重要因素之一,如何构造叶片翼型线是水轮机叶片设计过程中的关键问题。基于NURBS曲线构造水轮机叶片翼型参数化表征方法所构造的叶片翼型与原始翼型相比吻合度好,拟合精度较高。利用流体计算方法与XFOIL软件计算获得翼型性能参数样本,通过多目标遗传算法对NACA4415翼型升阻比展开多工况优化设计。结果表明,经过优化后的翼型升阻比性能与原始翼型相比较在所设计攻角工况下均得到提升,升阻比提升幅度随着攻角增大而增大。根据优化翼型建立的叶片功率系数相比原始叶片也得到提高,在桨距角为6°时功率系数最高提高了约7%,验证了该优化方法的正确性与合理性。

摘要：为了提升飞机电推进动力系统的关键性能,需要设计和优化内部能量管理控制策略并实现功率合理分配。本文基于MATLAB/Simulink平台,建立了电推进动力系统仿真模型,并在能量管理系统模块中提出了基于模糊逻辑的能量管理策略(EMS),其用于动力系统内部的功率分配和控制。针对从滑跑直到巡航稳定点的飞行任务段,对电推进动力系统进行了时段级仿真实验,研究了氢气消耗量等量化指标的表现。在此基础之上,基于遗传算法的优化方法,对模糊控制系统的隶属度函数参数进行了寻优。计算结果表明,在本文基于模糊逻辑的EMS作用下电推进动力系统的氢气消耗量减少9.27%,而且氢燃料电池功率波动剧烈程度减少25.11%;优化后,主指标氢气消耗量进一步减少6.5%,同时次要指标的变化被约束。

摘要：为了实现滚珠丝杠滚道法向截面的快速、精确和无损检测,建立基于光学测微计的滚珠丝杠滚道法向截面测量系统。基于滚珠丝杠滚道法向截面测量原理设计了检测装置,对原有滚道法向截面数据处理算法进行优化,提出了角度划分圆弧方法、圆弧数据均匀化方法。对检测装置中传感器安装误差、水平移动平台直线度误差、传感器误差进行分析,并进行误差补偿。最后,通过实验验证检测装置和优化后的算法组成的整个检测系统的精度。实验结果表明:算法优化后检测系统测得的滚道法向截面参数,随着划分圆弧的角度增加最终收敛。算法优化后检测系统测得的圆弧半径和接触角与厂家提供的误差最大值分别为3.6μm和19′31″,相对算法优化前提升率分别为64.36%和53.46%;测得的圆弧半径和接触角标准偏差最大值分别为1.56μm和2′41″,相对算法优化前提升率分别为22.77%和56.67;测得的圆弧半径和接触角的A类不确定度最大值分别为0.63μm和1′6″,相对于算法优化前分别降低56%和70%。滚道法向截面检测系统的精度、重复性和不确定度均满足测量要求。

摘要：基于有机朗肯循环(ORC)的船用柴油机废气余热利用系统具有广阔的应用前景.对ORC废气余热利用系统开展配机性能试验,以探究不同主机负荷下该系统的性能.该系统以10 MW级柴油主机废气为热源,采用五氟丙烷(R245fa)为有机工质,水为中间传热介质.结果表明:随着主机负荷上升,该系统的废气换热器效率上升,热水流量和R245fa流量上升,膨胀机进气压力增大,过热度减小,发电效率、(火用)效率及发电量均增大.系统在最大工况下的净发电功率为263.05 kW,发电效率达9.38%,(火用)效率达27.52%,螺杆膨胀机和工质泵的等熵效率分别为75.56%和39.47%.最后,基于试验结果得到该系统对一型120 000吨级远洋运输散货船的能效设计指数(EEDI)贡献度达3%;系统应用后的年燃料成本节省和静态投资回报期分别为1.418 2×10^(6)元/a和3.29 a.