某型AUV对转电机子群协同多目标粒子群优化

某型自主水下航行器(AUV)需要一种高效、小质量的对转电机,同时要求电机在尾段密闭条件下可长时间航行。针对这一问题,从电机计算模型和多目标优化算法两方面,提出基于电磁一热耦合模型和子群协同的多目标粒子群帕累托最优(MOPSO)设计方法。该模型使用气隙磁场解析法进行电磁计算,使用等效热网络法计算电磁一热耦合情况下的电机温升。利用计算流体力学(CFD)方法计算旋转部件及航行器壳体的对流换热系数,以解决对流等效热阻计算不准确的问题。最后以效率和质量为优化目标,电机温升和几何条件及磁路磁密为约束条件,使用改进的MOPSO方法进行优化,并将优化结果与NSGA-Ⅱ算法优化结果进行比较,结果表明该方法能够获得更接近于真实帕累托前沿的解集,且解集分布性良好。制作样机后进行试验,功率、转速、效率、质量等指标均满足要求,且尾段密闭条件下5h负载温升符合要求。     

基于海洋能的无人水下航行器能源发电装置设计

针对无人水下航行器在水下长时连续工作对能源的需求,提出了一种由两级转换系统构成的海洋动能发电装置方案,该装置可直接将海洋动能传递给发电机,去掉了中间的能量传递环节,可有效减小结构体积、提高系统的转换效率.基于永磁发电机基本原理和刚体绕定轴转动定律,建立了飞轮动能与电机输出电压的关系模型,结合项目组研制的海洋动能发电装置...     

水下航行器用永磁直流电机漏磁场数值分析

基于Magnet软件,对某型水下航行器推进用永磁直流电机漏磁场进行了有限元数值仿真,得到了电机漏磁场强度与电机距离之间的数值关系,也为分析水下航行器推进电机漏磁场对其附近电子仪器设备带来的不利影响,提出了一个良好的方法。     

永磁直流电动机漏磁仿真研究

针对某型水下航行器推进用永磁直流电动机漏磁场对其电子仪器设备带来的不利影响,提出了在电机磁轭外圈加装屏蔽罩来减少其外部空间漏磁强度的方法。通过有限元分析软件M agnet,对推进电机进行了有无屏蔽罩漏磁场仿真对比,表明安装屏蔽罩的方法是有效的。     

导流板对Savonius型海流发电叶轮的影响分析

Savonius型叶轮是应用最广泛的海流发电叶轮之一,其成本低、自启动性较好,但是发电效率较低。为了提高Savonius叶轮的发电效率,提出了在Savonius叶片上增加3块导流板的新型垂直轴式叶轮的设计方案。为了探索导流板对叶轮的发电性能影响,利用商业计算流体力学(CFD)软件FLUENT分析了叶轮在不同旋转速度下的发电特性,采用滑移网格技术对叶轮进行了2D非定常数值流体计算,分析了在工作环境下叶轮的速度场、压力场的基本特点。计算结果表明,该叶轮在尖速比λ=0.9时获得最大平均功率系数0.481,其发电效率大约比Savonius叶轮高10%～20%左右。     

基于组合优化方法的UUV耐压壳体优化设计研究

无人水下航行器(UUV)的壳体重量大小直接影响到其整体性能。只采用一种优化方法进行耐压壳体结构优化设计很难得到真正的全局最优解,笔者以自适应模拟退火算法、多岛遗传算法和序列二次规划算法为基础,建立了两种不同的组合优化方法,在一定程度上能够确保解的全局最优性。基于该组合优化方法,利用iSIGHT软件,集成自编的肋骨加强薄壁壳体结构的应力及稳定性计算程序,对无人水下航行器(UUV)耐压壳体结构进行优化设计。通过对优化设计前后耐压壳体结构的强度、稳定性及重量进行比较分析,结果表明:采用组合优化算法优化设计得到的无人水下航行器(UUV)耐压壳体在满足壳体结构强度和抗压稳定性要求下,壳体重量极大程度地降低,实现了结构优化。     

鱼雷外形多目标多学科综合优化设计方法研究

提出基于多目标多学科综合设计的鱼雷外形优化设计方法。建立了针对鱼雷外形设计的一体化设计优化模型；给出改进并行子空间优化算法；并针对具体算例进行外形综合优化设计；将所得优化设计结果，与初始外形相比较。比较结果表明：优化后流体动力和声学性能都有较大提高，本文提出的方法具有可行性和适用性。     

火箭助飞声诱饵对抗鱼雷的舰艇规避优化模型及其生存概率分析

基于非线性规划理论，建立了使用助飞声诱饵对抗声自导鱼雷的舰艇规避机动模型及声诱饵的最优发射参数模型，并使用该模型对舰艇的生存概率进行了仿真计算和分析，最后得出了使用助飞声诱饵的几点结论，可解决水面舰船使用助飞声诱饵对抗声自导鱼雷的问题，对推动装备的作战使用和提高舰艇生存概率具有重要意义。     

牵引用稀土永磁无刷直流电动机的关键技术研究

根据城市轨道车辆的使用特点,研究探索了牵引用稀土永磁无刷直流电动机系统,既具有较大的弱磁扩速范潲,又实现了电动运行和发电制动运行的功能.介绍了该无刷直流电动机系统的构成特点和关键技术.     

模糊优化问题中最优水平的确定方法

模糊优化问题的基本解法是根据最优水平截集概念，将模糊优化转化为常规优化，再用常规优化方法求解，这种解法的关键是如何定最优水平值。本文综合考虑影响最优水平值的各种因素、因素等级、因素的模糊性以及因素对不同水平值的影响程度，利用二级模糊综合评判法，分别确定每个模糊的约束范围上的最优水平值。实例表明，这种方法更加客观地反映了各种模糊因素对最优水平值的影响，具有较好的应用价值。