一种高精度水下目标回波模拟技术的研究

为了模拟水下运动目标的声呐回波，研究丁一种高精度、多功能的水下目标回波模拟技术。系统采用工控机对信号处理硬件进行控制，工作方式为回波转发及回波触发，同时具有自检功能，可对水下目标回波的目标强度、多普勒效应和脉冲展宽等参数进行精确模拟，并且能够实时完成对输入、输出脉冲信号参数的精确测量和记录。该系统经过水池调试、水库试验及海上试验，证实其波形参数精度高、动态范围大、抗干扰能力强、对弱信号具有很好的检测能力以及较高的测量精度。     

淹没式喷嘴反推力测量及其系柱试验装置设计

喷水推进具有噪声低、空泡性能好、易于矢量调节等优点，已成为水下机器人（ROV）推进技术的研究热点。喷水推进依靠喷嘴将泵产生的压力能转化为高压水动能，产生的反推力是压力和黏性阻力作用在高压腔以及喷嘴上的综合效果，该反推力的大小是推进性能研究的重点。对几种不同形状和参数的喷嘴反推力进行仿真和试验对比。采用Fluent软件对喷嘴进行流场内部仿真，并且通过后处理文件计算出喷嘴的反推力大小。现有测量喷嘴反推力的相关试验装置与实际工况存在较大差异，根据螺旋桨系柱推力试验方法，提出并设计一种新的喷嘴反推力测试装置。该试验装置动力由岸基高压海水泵源供给，通过溢流阀调节喷嘴入口压力，喷嘴固定在ROV框架上，利用拉力传感器测量ROV框架在喷嘴射流驱动下的系柱拖力，进而得到喷嘴射流反推力与输入压力的关系。该试验装置为在水淹没条件下研究喷水推进系统提供了试验条件。     

基于遗传算法的自治水下机器人水动力参数辨识方法

针对传统确定自治水下机器人(Autonomous underwater vehicle,AUV)水动力参数试验和理论计算的困难性及以往辨识方法优化结果趋于局部最优解的缺点,提出一种基于遗传算法的AUV水动力参数辨识方法,该方法不受参数初值选取的影响,具有较好的鲁棒性和全局寻优特性,可为AUV运动控制、状态预报及控制系统开发等提供动力学模型。针对开架式AUV原型样机CRanger-01,在对其进行动力学建模分析的基础上,利用该方法对其水平面运动水动力参数进行辨识,得出了CRanger-01的19个水平面水动力参数,与实际值进行比较后,辨识误差在允许范围之内。通过运动仿真对模型进行验证,结果表明该算法能有效辨识AUV水动力参数,可为工程实践提供参考依据。     

低速域水下遥控机器人水动力试验系统设计

为测量低速域水下遥控机器人水动力系数，设计了一套水下遥控机器人水动力试验系统。通过水动力仿真模拟获得水下遥控机器人模型合适的壁面距离，以及以最大设计速度与角速度运动时受到的水动力与水动力矩。根据仿真结果确定负载需求，设计了包括由卷扬机和直线导轨驱动的拖曳试验台以及由伺服电机与旋转减速器驱动的旋转试验台的试验系统。     

深海网箱网衣清洗系统设计研究

为解决深海网箱养殖时网衣易被附着物堵塞问题,研究设计了一种深海网箱网衣水下清洗系统,给出了系统的机械结构组成,水下清洗原理,电控系统和起重机的控制油路设计过程。根据给定的设计条件,对清洗系统的主要动力参数进行了理论分析和计算,结果表明：只要选用的参数配置合理,可完全满足设计要求,为该装置的进一步结构优化和海上试验提供了理论依据。     

高压舱恒压控制试验技术研究

为解决海洋石油水下装备在进行外压试验时,因其结构体积变化或材质吸(排)水等原因造成试验压力波动,影响试验结果的问题,开发了高压舱恒压控制试验技术。该试验技术结构由恒压控制系统、补偿液缸、加压系统、液压系统、皮囊补偿器和高压舱等组成,可对水下装备同时进行内、外压力补偿。通过试验表明,该技术对高压舱恒压补偿及时、准确、可靠,满足海洋石油水下装备的试验需求。     

船舶纵向运动水动力参数模型的建立及分析

针对船舶在海上运动的全天候情况,在分析442T水面舰艇水动力参数的基础上,提出了一种建立船舶纵向运动水动力参数模型的方法.基于船模水池实验,依据切片理论得到典型海况下的水动力参数,采用最小二乘法和插值法建立船舶纵向运动全天候水动力参数模型并进行仿真研究.结果表明该模型合理并且实用;该模型可实时在线的计算出船舶在任何航向、航速及海情下的且与频率无关的水动力参数,从而构造出船舶纵向运动控制模型.     

深水自主水下航行器附体安装结构参数优化及涡流噪声分析

深水自主水下航行器(Autonomous underwater vehicle,AUV)是主要依靠声学设备实现导航、定位以及任务操作的机电装备。声通信调制解调器是保证深水AUV正常水下作业的唯一数据通路,其周围的涡流噪声对其信号精度有着不容忽视的影响。以降低涡流噪声对声通信传感器信号干扰为目的,研究声通信传感器的安装结构设计。依据AUV上声通信传感器的安装结构抽象出几何模型,即圆柱凸体–孔腔组合结构,采用LES-Lighthill等效声源混合法对该结构的流场、声场进行模拟仿真,探讨组合结构涡流流动机制及辐射噪声特征。分析影响组合结构涡流噪声的因素,以降低涡流噪声为目的,利用正交试验的方法优化圆柱凸体–孔腔组合结构参数。结果表明,在较低速度范围内,水下航行器速度对组合结构水动噪声的影响不如组合结构参数对水动噪声的作用显著,安装结构参数对涡流噪声的影响顺序为高深比直径比深径比。研究成果为水下航行器声学传感器的合理安装及提高信号精度提供了理论指导。     

抗干扰水泵综合特性测试系统软件研究

介绍一套具有高抗干扰能力的水泵综合特性测试软件系统。该系统采用上下位机的微机测试模式。通过传感器实时地采集水泵的各运行工况参数,并通过RS-232串口通信实现上下位机的数据传输,使得系统具有强的抗干扰能力。除在上位机对采集的数据进行实时图形化显示和分析处理外,下位机也可独立对测试数据进行处理,方便地获得水泵的综合特性。文中重点讨论了该系统的基本构成、主要功能、上位机与下位机串行通信的实现方法,以及应用实例。     

水泵CAD系统的研制

介绍了水泵ＣＡＤ系统的研制及功能，采用该套系统只需输入必要的参数，就可绘制出水泵性能曲线图、材料表及外型图。     

液压柱塞泵压力脉动函数的仿真分析

流量脉动会引起压力脉动,从而影响液压系统的工作性能,引起结构振动和辐射噪声,会造成液压元件和系统的疲劳破坏,因此仿真分析流量脉动和压力脉动函数对于有效抑制液压柱塞泵的振动和正确设计液压柱塞泵具有重要价值。笔者针对液压泵系统进行定量的振动与噪声分析时所必须具备的激励函数,首先,详细分析了液压泵系统的运行特性,采用傅里叶(Fourier)级数模拟液压泵系统激励函数;然后,建立了压力脉动函数模型;最后,模拟了压力脉动的函数曲线,解决了液压泵系统振动与噪声分析所必需的激励问题。该文为进一步研究液压柱塞泵的定量振动与噪声的响应提供了脉动激励描述,具有理论意义和实际应用价值。     

NOISE IDENTIFICATION FOR HYDRAULIC AXIAL PISTON PUMP BASED ON ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS

The noise identification model of the neural networks is established for the 63SCY14-1B hydraulic axial piston pump. Taking four kinds of different port plates as instances, the noise identification is successfully carried out for hydraulic axial piston pump based on experiments with the MATLAB and the toolbox of neural networks. The operating pressure, the flow rate of hydraulic axial piston pump, the temperature of hydraulic oil, and bulk modulus of hydraulic oil are the main parameters having influences on the noise of hydraulic axial piston pump. These four parameters are used as inputs of neural networks, and experimental data of the noise are used as outputs of neural networks. Error of noise identification is less than 1% after the neural networks have been trained. The results show that the noise identification of hydraulic axial piston pump is feasible and reliable by using artificial neural networks. The method of noise identification with neural networks is also creative one of noise theoretical research for hydraulic axial piston pump.     

基于相似原理的液压泵重量估算方法研究

液压系统是机载机电系统中的重要组成部分,飞机对液压系统的装机重量有严格要求。液压元件的重量直接影响到了液压系统的整体装机重量,提前对重要液压元件进行重量估计是元件设计阶段必须考虑的问题。提出了一种基于相似原理的液压泵重量估计方法,利用pv值作为液压泵重量估计的重要约束条件,将液压泵重量估计的几何参数的相似比转换为性能参数的相似比,从而直观的进行任意参数液压泵的重量估计。通过对大量液压泵重量参数的统计,拟合出液压泵重量与功率和流量的匹配关系,并设计制造了液压泵进行试验称重,结果表明,基于相似原理的液压泵重量估计误差可以控制在4.8%以内,为机载液压系统重量估计提供了一种新的参考。     

水压柱塞泵噪声特性的试验研究

基于阀配流式轴向水压柱塞泵的结构原理,分析了其噪声产生的主要原因,并对不同的配流阀结构型式、主轴动平衡前后、不同转速以及不同排量水压泵的噪声特性进行了对比试验研究。试验结果表明:采用平板型配流阀的水压泵噪声低于蕈阀结构的噪声;主轴动平衡后水压泵的噪声有明显降低;增大排量、降低转速可以降低泵的噪声;配流阀通径对泵的噪声影响较大。研究结果为水压泵的降噪提供了试验依据。     

离心泵流动噪声与其水力学参数关系的实验研究

应用基于四端网络的流动噪声测量方法,在专用的实验系统上,对离心泵流动噪声与其水力学参数的关系进行实验研究.实验结果表明:离心泵泵轴转速是影响离心泵流动噪声的最主要因素,它们之间总体上呈线性对应关系;离心泵出口压力对其流动噪声具有一定的影响,在标准工况处声压级最低.本文最后对流动噪声的成因进行了一定的分析,提出了原则性的噪声控制方法.     

基于离心涡轮的液压柱塞泵自增压技术研究

液压柱塞泵由于自身吸油特性不好,入口油压低时极易造成吸油不足产生气穴,引起振动和气穴噪声,对液压系统危害很大。而且入口吸油不足还极大地限制了泵工作转速的提高和减少使用寿命。文中研究在液压柱塞泵入口腔内集成离心涡轮,实现液压柱塞泵自增压。     

立式三缸双作用往复泵流体噪声的仿真计算与分析

为了满足用户对某新型立式三缸双作用船用往复泵噪声的要求,在数字化样机设计阶段,首先根据该泵结构型式、设计与结构参数,建立了动力学数学模型,然后根据该泵液力端3组双作用活塞缸排出口结构特征,建立了流场有限元模型,采用Fluent软件进行计算,最后将流体速度场转化为噪声值并进行了分析。结果表明该新型泵脉动小,其噪声满足相关标准要求,可为立式船用往复泵优化设计提供工程指导。     

泵源液压系统压力脉动抑制方法研究

介绍了泵源液压系统振动与噪声产生的原因,分析了液压系统振动与噪声的危害。设计制造了一种基于流体—结构耦合振动的结构共振式液压脉动滤波器,在转运车泵源液压系统压力脉动测试试验平台上进行了2组试验。测试了泵源液压系统实际工况的压力脉动和安装滤波器后系统的压力脉动情况,得出2种试验条件下的液压脉动波动幅度和脉动率。验证了结构共振式液压脉动滤波器的使用效能和不足,为液压系统振动控制提供了新的技术手段。     

CFD investigation of the influence of volute geometrical variations on hydrodynamic characteristics of circulator pump

Improper design of volute geometry can be the main cause that leads to unsteady pressure pulsation and radial force in pumps. Therefore, it is important to understand the influence of volute geometrical parameters on hydrodynamic characteristics of pump and the mechanism. However, the existing studies are limited to investigate the influence of only one or two volute geometrical parameters each time, and a systematic study of the influence of the combinations of different volute geometrical parameters on the pump’s hydrodynamic characteristics is missing. In this paper, a study on the understanding of the influence of volute geometrical variations on hydrodynamic characteristics of a high speed circulator pump by using computational fluid dynamics(CFD) technology is presented. Five main volute geometrical parametersD3,A8,a0,j0 andRt are selected and 25 different volute configurations are generated by using design of experiments(DOE) method. The 3D unsteady flow numerical simulations, which are based on the SSTk-w turbulence model and sliding mesh technique provided by CFX, are executed on the 25 different volute configurations. The hydraulic performance, pressure pulsation and unsteady radial force inside the pump at design condition are obtained and analyzed. It has been found that volute geometrical parametersD3 andA8 are major influence factors on hydrodynamic characteristics of the pump, whilea0,j0 andRt are minor influence factors. The minimum contribution from bothD3 andA8 is 58% on head, and maximum contribution from bothD3 and A8 is 90% on pressure pulsation. Regarding the pressure pulsation intensity, two peaks can be found. One is in the tongue area and the other is in the diffusor area. The contributions are around 60% from tongue and 25% from diffusor, respectively. The amplitude of pressure pulsation has a quadratic polynomial functional relationship with respect toD3/D2 andA8/A10, and fluctuating level of radial force has a quadratic polynomial functional relationship with respect toD3/D2. While for the other volute parametersa0,j0 andRt, no special function has been found related to pressure pulsation and radial force. The presented work could be a useful guideline in engineering practice when designing a circulator pump with low hydrodynamic force.     

基于有限元的斜盘式柱塞泵减震技术研究

液压泵是液压传动系统的动力元件,其中柱塞泵零件多,转速高,随着主轴转速的提高,柱塞泵振动和噪声也迅速加大。针对以上存在的问题,利用有限元技术,对优化后的壳体模型进行了计算模态分析,分析结果表明优化后壳体的固有频率值与激振源的频率值能够在一定程度上错开从而避免共振现象,找到了降低泵壳表面声辐射的途径,从而找到一种降低柱塞泵噪音的方法,降低了结构振动和噪声。