燃气轮机排气温度异常检测及诊断

针对燃气轮机运行过程中的健康维护问题,提出了一种基于模糊C均值聚类的燃气轮机排气温度异常检测方法。以某型工业燃气轮机为例,采用模糊C均值聚类算法对排气温度的监测数据进行了聚类分析,得到了燃气轮机不同运行状态下的排气温度特征模式,并在此基础上实现了燃气轮机排气温度异常状态下的故障诊断分析。研究结果表明,燃气轮机甩负荷及其热通道部件的损坏失效均能够对排气温度产生不同程度的影响,模糊C均值聚类算法可以有效实现燃气轮机排气温度的异常检测,为燃气轮机性能退化预测及故障诊断提供决策参考。     

核电应急柴油发电机组加载过程建模与仿真

为了减少核电应急柴油发电机组的开发时间及成本,并满足核电应急柴油发电机组的多种变负荷加载的仿真计算,建立了基于GT-power与Matlab/Simulink的联合仿真环境,并在此基础上根据核电站反应堆安全停堆的负荷特性建立了某柴油发电机组的瞬态仿真模型,提出了核电应急柴油发电机组调速系统的增量式PID控制方案,进行了柴油机突加、突减负载的瞬态仿真计算,预测了柴油机在加载过程中的转速、喷油量、齿条位置等参数的变化。将仿真计算的结果与MAN公司的仿真结果进行了对比分析,对比结果表明所建立的联合仿真模型具有一定的准确性及良好的动态特性。     

电控柴油机分缸均衡控制算法及试验

柴油机各个气缸的进气量、喷油量、燃烧等存在差异,导致气缸间存在做功差异,直接影响柴油机转速的平稳性以及排放性能等。针对位置式电控柴油机,采用PI闭环控制,通过瞬时转速信号识别并计算各缸的工作差异,利用分缸均衡控制算法对油量进行补偿修正。试验结果显示低转速稳态工况转速波动由7 r/min降至3 r/min,各缸工作不均匀度由±5 r/min降至±2 r/min,在瞬态过程和高转速3 400 r/min时该算法仍然适用有效。     

障板上矩形薄板在浅水环境中的振动及声辐射解析分析

通过推导得到浅水环境中矩形板声辐射阻抗矩阵的解析表达,进一步结合振动假设模态方法及辐射表面单元辐射器思想求解浅水环境中矩形板的振动响应,分析水深对矩形板模态附加质量的影响,给出矩形板模态附加质量随水深的变化情况,得到波导模态的激发对附加质量的影响,并通过对辐射抗矩阵的特征分析得到附加质量在板上分布的主要模式;进一步结合声辐射模态辐射效率,分析水深变化对矩形板振动响应峰值及远场声辐射的影响,分析结果表明:水深度变化对振动响应峰值及声辐射功率的影响与第1阶声辐射模态的辐射效率随深度的变化具有一致性。     

非规则封闭空间声场建模的Chebyshev-变分法及其固有声学特性分析

针对非规则封闭空间声场建模问题,提出了一种基于Chebyshev-变分原理的声场建模方法。该方法首先选取包络非规则声场的矩形空间并将此矩形空间内的声压函数展开成三重Chebyshev级数形式,然后通过坐标变换得到定义域空间中的声场势能和声场动能,最后按照里茨方法对声场的拉格朗日泛函进行求解,得到声场的特征方程并求得声场固有频率和模态。通过与曲面声场的数值结果对比,验证了本建模方法的正确性和有效性。在此基础上研究具有不同倾角的梯形声场固有特性,分析内部凹槽深度对"凹"型声场频率和模态的影响。结果表明,梯形声场模态会随着倾角增大而逐步演变;"凹"型声场低阶频率随凹槽深度的增加而逐渐减小,但第一阶频率却呈现先减小后增大的特点。     

尾气净化消声装置结构设计与性能分析

基于结构形状和尺寸限制,考虑消声特性、阻力损失和载体端面速度均匀性等性能指标要求,设计一款柴油机尾气净化消声装置,使用声学有限元法和有限体积法计算该装置的传递损失和内部流场,分析腔体长度、进出口管穿孔率以及导流环对声学性能与流动特性的影响。基于计算分析,对结构进行优化,经优化设计的尾气净化消声装置能够满足不同频段下的消声需要和不同转速下的阻力损失要求,且载体内气体流动均匀性良好。     

活塞环周向张力仿真计算及试验验证方法

基于Maxwell-Mohr定理建立活塞环自由型线模型,活塞环自由型线和截面尺寸作为输入建立了活塞环/缸套的三维有限元接触模型,得到活塞环/缸套接触力．设计并搭建了活塞环周向张力测量试验台,通过试验很难测得活塞环/缸套整个接触面的接触力(分布力),而只能测得有限个点的支反力(集中力)．提出了分布力与集中力的等效原理模型,实现了对活塞环/缸套接触力模型的验证．结果表明：试验结果与仿真结果在345°位置处有最大误差为8.75%,其他位置具有较好的一致性,整体误差在可接受范围内．该模型为活塞环设计提供了理论依据,且可作为活塞环摩擦、润滑分析的输入,来提高计算的准确性．     

不同曲轴平衡率下柴油机主轴承润滑特性分析及变壁厚优化设计

基于弹性流体动压润滑及多体动力学理论,以某船用大功率柴油机主轴承为研究对象,考虑曲轴主轴承的弹性变形、表面粗糙度、供油特性等因素,建立主轴承的弹性液体动力学仿真分析模型;通过试验对该模型建立方法进行了验证。基于该模型,分析了曲轴平衡率对主轴承最小油膜厚度、最大油膜压力、轴心轨迹及滑油填充率等润滑特性参数的影响规律,并就主轴承边缘接触压力较大的现象进行了变壁厚设计优化。研究表明:曲轴平衡率从0增大到100%,主轴承最大油膜压力平均值减小60%,最小油膜厚度平均值增大5倍,轴心轨迹偏心率减小;通过变壁厚优化设计,主轴承最小油膜厚度最小值增大24%,最大粗糙接触压力减小40%,粗糙边缘承载较大的现象得到有效改善。     

船舶SO_x排放控制技术研究

应对IMO Tier III SOx排放法规,目前有三种技术方案,即使用低硫燃油、液化天然气以及废气洗涤技术。基于船舶动力装置和不同技术方案的具体特点,分别从成本、对发动机和环境的影响、应用可行性以及未来前景等方面,对上述三种硫排放控制技术进行了分析。分析表明:相比之下,废气洗涤方案是最可行和最经济的硫排放控制技术。     

基于声辐射模态的双层板声传输有源控制数值仿真和分析研究

针对双层板结构声有源控制(ASAC)的应用实施过程中全局控制目标函数和误差信号的获取问题,提出了基于辐射模态和结构误差传感的声传输有源控制的思想和策略,建立了双层板腔结构声传输系统及辐射模态控制分析模型.在此基础上对双层板腔声传输有源控制进行了数值仿真和分析研究,重点探讨了控制方法策略及系统参数对有源控制效果的影响及其对应的控制机理.结果表明:在低频范围内,仅需控制前四阶辐射模态声功率,便能和总的辐射声功率最小控制效果基本一样;在低频段声腔(0,0,0)模态在系统耦合响应中起主导作用,因此相比入射板和辐射板作动器控制,利用腔中次级声源作动的控制策略是一种更好的控制策略.