摘要：对2块厚度为24 mm的Ti-6Al-4V ELI厚板进行夹角为171.98°的多层TIG焊接试验,基于SYSWELD软件平台,在焊板两端完全刚性固定的装夹条件下数值模拟计算焊接温度场、应力场和焊接引起的变形。计算结果表明,焊接温度场的变化规律符合实际,焊缝区的拉伸残余应力最大,热影响区的压缩残余应力较大。焊接数值模拟得到的残余应力场与试验测量值能较好地吻合,验证了数值模拟模型的准确性。该数值模拟方法可应用到大深度Ti-6Al-4V ELI载人舱强度计算中的焊缝残余应力模拟中。

摘要：为了进一步探究潮流能水轮机叶轮性能优化原理及方法,对基于NACA24112翼型改进的S翼型进行了仿真与实验研究。通过ANSYS Workbench有限元仿真软件以及典型水轮机叶片设计方法,研究了优化翼型的水动力性能,并对新叶轮进行了建模、水动力仿真分析以及样机实验。结果表明:新型S翼型最佳设计攻角在12°~16°之间;叶轮具有良好双向来流吸收能力,但叶片前半段存在扰流现象,并对后方流场影响较长;样机实验表明实验负载阻值最佳取值区间在23~26Ω之间;叶轮的最优水速在2m/s左右,获能效率可达40%上下。

摘要：为了降低海洋能源发电装置的发电成本、提升发电效率,研制了一种新型的双向叶轮直驱式海浪发电装置。采用经验算法和Fluent软件分别对装置的发电机、叶片、双向轴流泵和导流罩进行了设计优化。通过对安装20 W电机和200 W电机发电装置的水槽试验,分析了在不同工况和负载下,发电装置输出的直流电流值、直流电压值、发电功率以及获能效率。结果显示,波浪力能够直接驱动装置叶轮运转进行发电,不需经过中间环节转换,省去了二级发电损耗,在最低流速0.5 m/s的工况下装置能够自启动,而且水流的流向不影响装置的发电效率。从最终的获能效率可知,导流罩对于提升装置发电效率作用巨大。通过对此新型双向直驱式海浪发电装置的进一步研究表明,该发电装置尺寸及发电机功率是制约整个装置发电效率的关键,为下一步研制大型样机以及进行海试提供了依据。

摘要：分析了自主式水下无人潜水器(AUV)在工作时应用的不同导航定位技术的特点与优势,介绍了北斗导航系统以及基于北斗导航系统的AUV基本定位原理。对应用北斗导航系统的AUV机械结构模块化设计的四个模块进行了较详尽的阐述,对AUV导航控制段的控制流程逻辑以及基于此逻辑的硬件系统进行了设计与搭建。通过应用北斗导航系统的AUV平台验证,从自主定向巡航和自主定速巡航来看,运行平稳,与期望值基本一致。

摘要：由于隧道火灾的人员疏散难题,提出一种基于网格选择的隧道火灾人员疏散模型算法,设计了人员类型、奔跑速度、奔跑方向、人员所在环境等疏散属性参数,建立基于网格化离散场变量和坐标值的仿真模型。该算法克服了常用的元胞自动机算法计算量大,实时仿真比较困难的缺点。最后,利用Open Inventor进行了计算机仿真,并应用该仿真模型进行了分析,从逃生通道对疏散时间的影响及诱导标志设计对疏散时间的影响两方面验证了模型的有效性,并可直观地为安全疏散设计提供理论依据。

摘要：针对高压齿轮泵浮动侧板磨损问题,在解析齿轮泵内部流场的基础上重点研究浮动侧板反推力作用点变化规律和导致侧板产生倾覆力矩的关键因素。以某型号高压大排量齿轮泵为模型,运用CFD软件解析齿轮泵内部流场并根据侧板结构特点建立压紧力和反推力的求解微分方程,求得一个轮齿啮合周期内的侧板倾覆力矩变化规律,同时通过建立齿轮泵工作腔压力测试系统对该理论分析结果进行验证。结果显示:额定工况下试验值与理论值的误差为4.18%,当齿轮转角φ=14°时倾覆力矩达到最大值Ms=82.16 N·m。该研究结果可为高压大排量齿轮泵浮动侧板倾覆力矩计算和侧板结构优化设计提供理论基础和技术支撑。

摘要：为实时掌握水产养殖水质和气象环境信息,针对溶氧控制过程中非线性、惯性大和时滞的问题,以循环水流水槽养殖模式为基础,设计了水产养殖环境监测和控制系统。通过PLC对养殖环境中溶氧、pH、温度、湿度、风速、风向、大气压等参数进行信息采集与传输,上位机实时显示环境信息,用模糊算法处理信息,处理后的结果作为PLC的输出传送到变频器中,变频器控制增氧机调节水中溶氧量。结果显示:该系统可实时传输与显示上述参数信息,提供历史数据和环境异常报警功能。模糊控制在调节溶氧过程中超调小、精度高,溶氧偏差±0.4 mg/L,可减少增氧机启停次数、延长设备寿命。监控系统进行实地应用测试,达到预期效果,可在水产养殖中进行推广和应用。

摘要：针对复杂区域探测困难、成本较高的问题,设计了一款基于全球卫星导航系统的具有自主巡航功能的环境探测四足爬行机器人及远程监测系统,该机器人以嵌入式STM32F429IGT6芯片作为主控CPU,搭载GPS/北斗定位模块及无线通讯模块,使机器人可以实现自主巡航和自动调节路线.该机器人配备的多种传感器模块可以实现对环境温湿度、风速等参数的采集,同时将收集到的数据进行分析、处理和发送.基于该功能开发的监测系统可以实现对机器人的实时监测,包括运动轨迹和位置信息,并通过无线网络对机器人发送控制指令,实现远程遥控功能.实验结果表明,该自主巡航机器人及其监测系统能够实现精确定位和路线实时调整,提高了机器人探测工作的精准性.

摘要：为了解决海流机海上作业的工况监测和海流机与岸基的远距离通信及数据传输困难等问题,选择将北斗卫星导航系统(BDS)应用到海流机在海上的定位和通信中.分析海流特点和海流机的几种常见工况.介绍基于北斗卫星导航系统-卫星无线电导航业务(BDS-RNSS)的海流机定位原理和BDS的短报文通信特点.将“位拼接-LZW”双重数据压缩应用到短报文通信系统中.设计一种适用于海流机通信的主控制系统并拟定海流机和岸上用户终端之间的通信方案,旨在提高通信效率和增大数据传输量.

摘要：船机系统发生故障可以通过油液体现,金属颗粒是油液中最重要的污染源。金属颗粒的定性、定量分析,是实现精准故障预测与诊断的关键环节。文中基于电感传感器检测方法,利用麦克斯韦方程组建立微电感线圈检测非铁磁性金属颗粒的时谐场边值理论模型,用分离变量法得到金属颗粒的散射场解析解,进而明确非铁磁性金属颗粒流经时线圈的电感变化解析式,再结合实验,从而实现不同材质非铁磁金属颗粒的区分检测。