船舶柴油机缸套冷却水自动控制系统的设计

为了实现机舱自动化控制,设计了以DSP为控制核心的船舶柴油机缸套冷却水自动控制系统,并根据系统需求选用了其他相适应的硬件。船舶柴油机缸套冷却水温度是监控主机是否正常运行的一个重要热工参数,但其变化具有滞后特性,在该系统引入史密斯补偿的数字PID控制方法后,解决了水温缓慢变化滞后特性引起系统超调量大和振荡的问题,实现了对象的在线控制。     

基于灰色关联神经网络的主机热力参数监测研究

为了对船舶主动力系统的热力性能参数进行监测研究,以确保故障预警的可靠性,针对主机热力参数间的非线性关系,建立了基于灰色关联分析的BP神经网络监测模型(GRA-BP),通过灰色关联分析和信息熵加权对网络输入量进行预处理,并利用遗传算法优化网络的初始权值和阈值,提高模型监测精度;最后,以实船主机排气温度为待监测对象,验证了该监测模型的准确性,平均相对误差为0.549℃,优于传统网络的监测结果.     

轮机模拟器主机工作过程建模与实时仿真

船舶主机是船舶的主要动力设备,是轮机模拟器所需仿真的主要对象,对其工作过程建模与实时仿真具有重要的意义.以容积法为基础,建立了主机的稳态、瞬态和故障态模型;采用并行计算的思想,在两台计算机上对主机系统的各部分模型分别选择插值法和龙格-库塔法进行仿真计算,保证了轮机模拟器的计算精度、实时性和长时间运行的要求;建立的主机实时仿真系统能够准确反映主机在各种工况下的特征和故障状态下的行为,并已成功运用到WMS2004型轮机模拟器中,取得较好效果.     

船舶主机气动操作实时仿真系统的设计

船舶主机气动操作系统是主机控制系统中的一个重要的组成部分，如未能正确熟练地对其进行操作或及时地排除相关故障将直接影响到船舶的运行安全。为了加强船员在此方面的培训，在现有轮机模拟器的基础上开发了船舶主机气动操作实时仿真系统。该文将主要介绍系统的结构组成和功能，着重强调其所具有的实时在线仿真特点。该系统是由工控机来完成对外部设备的动态数据采集和实时控制仿真，由船舶模拟主机气动控制屏和系统软件界面提供给用户生动友好的人机接口。     

压滤机液压控制系统动态特性数字仿真

本文提出利用MATLAB语言的SIMULINK软件包对液压系统进行动态仿真的方法.基于功率键合图理论建立了液压系统的仿真模型,并利用SIMULINK软件对液压系统的动态特性进行仿真.结果表明,SIMULINK方法是对液压系统的动态特性进行仿真的一条有效途径.用MATLAB实现其液压系统的动态仿真为液压系统设计提供系统工作的状态信息.     

船舶动力装置状态监测系统研究

船舶主机是船舶上的重要的动力装置,是保障船舶安全航行的关键.针对船舶主机的工作特点,利用虚拟仪器技术,在LabVIEW平台上开发了船舶动力装置状态监测系统.从电涡流传感器、信号调理箱、数据采集卡和计算机4个方面,详细介绍了系统的硬件搭建,从总体设计和工作转速监测、启停机监测、数据分析系统服务4个模块,详细介绍了系统的软件功能,并对系统工作流程进行了阐述.     

基于NAR神经网络的船舶运动姿态短期预测

船舶在海上作业的过程中,不可避免地会受到风浪的扰动影响,风浪扰动可以分解到船舶运动的六个自由度上,而船舶的六自由度运动是一个复杂的非线性过程.借助预测算法可以对船舶短时间后的运动状态进行预测,从而更好辅助在船舶上的工作活动.为了提升船舶运动姿态的预测精度,建立了非线性自回归(NAR)神经网络模型,并利用NAR模型对船舶运动姿态进行预测仿真,将仿真结果与AR预测法的结果进行对比.仿真结果分析表明,基于NAR神经网络模型的预测算法与传统的基于AR模型的预测算法相比,精度更高,更具有实用价值.     

城市蒸汽管网水力热力耦合系统及其应用

本文建立了蒸汽管网水力热力耦合计算模型,通过迭代校正管段流量、管段平均密度和定压比热的方式,采用管网水力模型与热力模型相关联的节点方程法求解节点温度与节点压力.基于该耦合模型,以数据库技术、仿真技术和可视化技术为支撑,成功开发出蒸汽管网水力热力计算分析系统,实现了管网动态仿真数字化与模块化.以济南市典型蒸汽供热管网为例,对管网的水力和热力的工况进行了模拟计算,其计算结果与实际运行结果比较表明:该系统可用于蒸汽管网的设计计算、运行调节及其数值模拟.     

优化船舶主机燃油喷射系统故障诊断的GA-Elman神经网络

RBF神经网络进行船舶主机燃油喷射系统故障和诊断的过程中存在着精度不高、误诊率高的缺点.针对这种情况,引入以Elman神经网络为基本识别模型,使用改进遗传算法(GA)对网络的权值和阈值进行优化;使用船舶主机燃油喷射系统故障样本对优化后的算法进行训练并对待识别故障样本进行仿真.对比普通Elman神经网络模型、GA-RBF神经网络模型、GA-Elman神经网络模型的诊断结果.仿真结果显示,改进的GA-Elman神经网络不易陷入局部最小值,误差小,在故障诊断方面优于Elman神经网络和GA-RBF神经网络.     

船舶压载系统仿真软件研究与设计

为了对船舶压载水系统的运行过程进行动态仿真与研究，建立了整个船舶压载水系统的仿真模型。具体地，依据工程流体力学的知识，并利用功率键合图的方式，建立了包括管网和基本元件的仿真模型。借助第三方的COM组件VisualGraph，利用VisualC#开发出压载水系统的动态仿真与监控软件。仿真软件将泵、阀、船舱等元件模块化，通过编辑等操作构建具体拓扑结构。操作员可以在此基础上进行压载舱注水、排水等仿真操作，同时对液位变化、泵阀开启、报警等情况进行监控。     

基于热平衡和结构强度的发动机 分析平台开发及其应用

建立发动机缸体和缸盖的动力学、燃烧和流体有限元模型,进行发动机热平衡、冷却散热和结构强度研究。创建发动机正向设计和分析方法,革新产品开发流程,自主开发热平衡计算平台。建立发动机缸内和水套传热、流体、温度场、强度的计算模型库,设计水套优化方法和流场评价标准,正向计算发动机热平衡和水套散热。通过2个应用案例,证明该平台在发动机热平衡计算和结构分析与评估中的作用。该平台可为发动机热平衡、冷却散热和结构强度的正向设计提供基础。     

蛇管与夹套冷却CSTR温度双重控制

连续搅拌釜式化学反应器(CSTR)是重要的化工设备。对蛇管与夹套双冷却CSTR单回路温度控制方案只利用一种操纵变量,无法兼顾动态性能与静态性能的不足进行了深入分析后,提出了CSTR温度双重控制系统方案。通过双重系统的协调控制,在温度出现偏差时由蛇管冷却器快速消除温度偏差,使温度迅速返回设定值;然后由冷却效率高的夹套冷却器逐步取代蛇管冷却器所承担的冷却负荷变化——即在动态过程,由动态性能好的操作变量(蛇管冷却器)进行控制,过渡过程短,动态偏差小;在平稳生产过程,CSTR冷却负荷主要由静态性能好的操作变量(夹套冷却器)承担,冷却效率高,冷却水用量少。CSTR温度双重控制充分发挥了CSTR蛇管与夹套冷却器各自的优势,使CSTR温度控制的动态性能与静态性能都达到较为理想水平。最后,通过半实物仿真实验验证了CSTR温度双重控制在动态性能和节能降耗二方面的优越性。该双重控制方案可应用于具有类似结构特征的其他生产系统。     

某型SUV乘用车冷却系统性能仿真与优化

为解决某型SUV乘用车在中、低速爬坡和高速行驶工况下发动机水温过高的问题,利用一维和三维联合仿真工具建立整车冷却系统的仿真模型,采用试验与仿真相结合的方法,分析单回路和双回路冷却系统、不同冷却管路布置、不同散热器选型,以及不同前端冷却模块结构等对冷却系统热平衡性能的影响.结果 表明:变速箱和发动机相互独立的双回路冷却系统可以明显降低发动机的出水温度;冷却系统管路的布置对冷却液流量分配有一定影响,但对冷却液温度影响较小;通过散热器优化选型并改进机舱前端冷却模块的结构,可以改善机舱流场特性,增大冷却系统的进风量,进而提升冷却系统的散热性能.     

某柴油机缸盖强度计算

以某4缸轿车用柴油机铝合金缸盖为研究对象,用某CFD软件计算得到水套表面的温度和对流换热系数,用Abaqus计算缸盖稳态温度场、装配载荷下冷机的应力分布、装配状态下的热机应力分布和各缸爆发时刻缸盖的应力分布,结果表明缸盖强度低于材料屈服极限.基于应力结果计算缸盖的高周疲劳安全因数和低周循环次数,结果表明缸盖疲劳安全因数满足使用要求.     

低红外特征涡扇发动机性能参数多目标优化设计方法

为了在发动机设计阶段降低涡扇发动机的红外辐射强度,建立了一种外涵引气冷却排气系统高温壁面的优化技术,开展了带外涵引气冷却的低红外特征涡扇发动机总体性能优化设计方法研究。首先,建立了带外涵引气冷却的涡扇发动机总体性能计算模型,并分析了非加力状态下引气量对发动机性能参数的影响;其次,提出了基于序列二次规划算法的设计参数多目标优化方法,优化的目标包括高单位推力、低单位油耗和低红外辐射强度;最后,基于以上模型和方法,对设计点非加力情况下的涡扇发动机设计参数进行多目标优化。研究结果表明,相较于传统的涡扇发动机设计参数选取,带外涵引气冷却的涡扇发动机具有更低的红外特性,并且经过多目标优化后,带外涵引气冷却的涡扇发动机在兼顾低红外特征的同时具有更优的总体性能。     

Performance study of a water ramjet engine

A performance study of a water ramjet engine is described.The engine is powered by the reaction of a magnesium-based propellant and ingested water.In this study,a solid propellant,which consisted of a large percentage of magnesium,a binder and a small amount of oxidant,was used as a hydro reactive fuel.Cold water was injected into the combustion chamber as a main oxidant.A scaled-down experimental engine was tested in a direct-connect ground testing system to characterize the factors influencing the engine ...     

内燃机车柴油发动机内漏检测仪的研制

基于内燃机车柴油发动机内漏检测的传统方法可靠性差、效率低,提出了一种新的检测方法,它的原理是通过检测相应部位排出的气体的湿度的变化规律来判断是否发生内漏。依此原理研制了内燃机车柴油机汽缸冷却水内漏检测仪,介绍了该仪器的系统组成及实现方法,以及新型温湿度传感器的功能与应用。实验结果表明:这种方法是可行的。     

直升机发动机舱温度场仿真及改进设计研究

该文利用有限体积法,应用非结构网格,建立了×型直升机发动机舱的有限元模型;并根据舱内实际冷却气体流通情况,采用SIMPLE算法,求解了流动和传热的控制方程,模拟了发动机舱内温度场的分布。在此基础上针对现有设计存在的问题,提出了该型直升机发动机舱冷却系统的改进方案,并对不同方案的改进效果进行了分析比较。该模拟结果为发动机舱冷却系统的改进设计提供了参考,保证了发动机的正常工作及可靠运行,具有重要的现实意义。     

汽车发动机冷却循环系统模块调温器总成试验台的研制

本文对汽车发动机冷却循环系统中模块调温器总成试验台的研制进行了阐述,对调温器的原理,主体结构与功能以及模块调温器总成试验台的装夹模具,温度、流量、压力检测分别作了介绍。