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。     

预报振动噪声的径向基点插值无网格与无限元耦合方法

为克服传统的有限元耦合无限元方法中的单元匹配问题,研究了径向基点插值法和无限元法的耦合规律,提出了一种预报无限域结构振动噪声的径向基点插值无网格与可变阶无限声波包络单元耦合方法,推导了预报声压的计算公式。为提高声场预报精度和满足声波在无限域的自由衰减,结构外部无限声场分为使用无网格表示的近场和可变阶声波包络单元离散的远场。在该耦合方法中,通过在近场与远场之间的交界面上配置虚拟网格来构造具有连续性的声压形函数,确保了声压的连续与一致性。采用数值仿真和试验对该耦合方法进行了验证,结果表明该耦合方法拥有无网格法的高精度和可变阶声波包络单元法满足声波自由衰减的特点,具有良好的精度和收敛性,可用于实际噪声预报。     

龙门五面加工中心偏移误差分析及补偿工艺设计

龙门式五面加工中心加工零部件不同方位、部位需要更换不同的附件头,更换附件头后或者附件头旋转一定角度后,其主轴中心点（也就是编程参考点）位置相对于工件原始基准发生变化。各附件头之间存在差异,需要对偏移量进行检测,并提供补偿。附件头偏移误差是多附件头类机床使用过程中面临的共同问题,后期使用过程中产生的偏移量误差得不到修正,导致系统性加工误差。结合大型船用柴油机机体等零部件加工制造,对因温度变化、内应力变化、保养与维修、较大外力等造成的龙门五面加工机附件头的偏移误差原因进行了分析研究,提出了偏移误差的检测与补偿工艺设计,提供两种测量方法,利用芯棒或其他检测工具,将当前实际位置坐标与理论坐标进行比较,从而计算偏移误差值。通过在配置了FANUC数控系统的机床进行验证,为防止误差修正方向错误导致误差越来越大,提出“试探法”检测和修正方法,提高了设备的稳定性和加工精度,有较好的效果。该方法不仅适应于龙门式五面加工中心,对于其他多附件头机床同样可以借鉴和应用。     

一种永磁高速电磁阀的涡流损耗研究

建立了永磁高速电磁阀电、磁、机多物理场仿真模型,有、无涡流下分析表明,无涡流情况下永磁高速电磁阀开启响应时间和关闭响应时间分别减少13.8%和31.0%．动态响应研究表明：涡流损耗主要集中在衔铁吸合和复位阶段,分别占涡流总损耗的74.1%和18.4%,并且得出涡流分布情况,在铁芯、永磁体和衔铁处涡流损耗量分别占总涡流损耗量的86.4%、8.1%和5.5%．通过对永磁高速电磁阀材料分析,得出涡流损耗与材料的电导率呈正相关,磁饱和强度与电导率呈负相关,材料通过影响电磁阀中的涡流损耗和磁饱和强度进而影响电磁阀的动态特性．     

船舶废气洗涤脱硫技术现状及发展趋势

针对船舶排放控制日趋严格,介绍了国内外船舶动力装置废气洗涤脱硫技术的研究现状,并分析了其发展趋势、经济性和应用前景。研究表明,船舶废气洗涤技术是应对2015年IMO燃油含硫量限制的有效方法。洗涤系统虽然初投资较大,但成本可在1~4年内收回,具有广阔的市场前景。     

船用大功率柴油机远程在线支持系统技术研究

随着大数据时代的来临,船用大功率柴油机远程在线支持系统是我国海洋战略的必然发展方向。从总体设计和基础技术两方面分析介绍了船用大功率柴油机远程在线支持系统的研究和开发重点。指出:船用大功率柴油机远程在线支持系统对基础数据的要求非常高,必须十分重视基础数据的获取、研究及传输等,为船用大功率柴油机远程在线支持系统的开发和应用打下坚实基础。     

缸内直喷天然气低速船机压力振荡抑制方法数值研究

基于计算流体力学(CFD)软件CONVERGE建立了大型低速2冲程柴油引燃缸内直喷天然气船用发动机燃烧仿真模型。首先通过试验结果对模型进行了验证,进而开展了天然气高压喷射模式(high pressure direct injection,HPDI)下米勒循环和天然气两次喷射策略对发动机压力振荡的抑制效果研究。结果表明,推迟排气门关闭时刻,整体燃烧压力降低,燃烧相位推迟,发生剧烈压力振荡的时刻也推迟。排气门关闭时刻推迟较小时压力振荡强度降低,但过度推迟反而提高缸内压力振荡的强度,这主要是缸内热力学状态变化和燃料自燃特性相互作用的结果。通过调整预喷射量,可以降低燃烧前形成的可燃混合气量,从而影响燃烧过程中预混合燃烧比例,可以有效抑制压力振荡.但会导致输出功率降低及能耗增大。相比预喷射量,喷射间隔对缸内压力振荡的影响较小,但过大喷射间隔会影响燃烧相位,导致功率损失严重。合理的喷射策略可以在抑制压力振荡的同时保证功率输出。     

基于试验数据拟合的甲烷反应器流动仿真分析

为研究甲烷反应器压降影响因素,基于某船舶发动机甲烷反应器试验测试数据,拟合多孔介质流体惯性阻力系数和黏性阻力系数,利用STAR-CCM+建立反应器模型并进行仿真计算,研究反应器内部流场均匀性及压降。结果表明：流体惯性阻力系数为340.82 kg/m⁴,流体黏性阻力系数为1 437.27 kg/(m³·s)时,仿真模型取得最优拟合结果;反应器压降主要由催化剂层的压降导致;催化剂入口废气流速均匀性达97%,废气分布均匀;催化剂废气温度影响平均流速,使试验压降与仿真压降有一定偏差。