轮泵复合式两栖驱动方法

将360°回旋喷管和二维矢量推进特性引入到喷水推进装置, 通过对现有两栖机器人的运动特性、两栖环境适应性的综合分析,将中空的驱动轮与轴流叶片进行复合,设计了一种轮泵复合式的两栖矢量喷水驱动装置. 根据动量定理与流道压力能损耗理论,求解了两栖喷水驱动装置的二维推力与电机转速的预估值. 基于能量守恒和粘滞阻力原理建立了驱动电机转矩的预估模型. 对两栖推进装置进行CFD仿真,得到了推进器内部流道的压力、速度等流动特性. 最后制作了轮泵复合式推进器,测试了推进器的推力性能,得到了特征尺寸为50 mm×100 mm×90 mm的推进器转速为2 800 r/min时推力大小为6.5 N,与仿真结果对比误差小于8%,验证了该构型在水下推进的有效性和二维矢量推力特性.     

三体船压力跃变的喷水推进推力数值方法

为实现喷水推进船舶推力的快速预报,本文提出了一种通过求解兴波阻力、粘性阻力和进流面物理参数实现喷水推进推力快速迭代求解计算的数值方法。本文依据船舶受力的平衡方程,在喷水推进流道内采用压力跃变法,建立船舶喷水推进推力计算数学模型。采用边界元法对兴波势进行求解,通过对船体加长处理,解决兴波阻力计算中流道面元与自由液面面元互相穿透导致的影响系数矩阵异常等数值问题。运用湍流边界层理论计算控制体进流面的速度、压力和进流面边界层影响系数。以三体船船模为研究对象,将数值计算结果与粘流计算流体力学喷水推进自航结果进行对比分析,结果表明:该方法预报三体船喷水推进系统推力相对误差小于5%,能够快速有效预报三体船喷水推进推力性能及推力减额,具有较强的理论研究和工程实际应用价值。     

喷水推进器推进性能曲线的两种表示方法

针对目前喷水推进器推进性能的表示方法较单一,指导船舶操纵不够便捷的现状,阐述了喷水推进器等功率线形式和等转速线形式推进性能曲线以及这2种表示方法的特点和各自的适用场合,并基于喷水推进基本理论和喷水推进泵外特性数据以原理框图的形式描述了2种形式性能曲线的求取方法.通过研究认为,等功率线形式的推进性能曲线更适用于喷水推进器选型,而等转速线形式的推进性能曲线用于指导喷水推进船的操纵使用或用于描述采用计算流体力学数值计算得到的推进性能时更加方便.     

喷水推进三体船推力减额计算及分析

为分析喷水推进船推力减额在不同航速下的变化规律,基于非定常雷诺时均方程及VOF模型求解船舶粘性流场,考虑船模纵倾角及升沉变化,采用体积力的方法代替泵的作用,数值模拟了三体船模喷水推进自航。自航时船模纵倾角及吃水增加,阻力增额恒为正值,动量减额恒为负值。三体船在较低航速时有较大的推力减额,随着航速提高推力减额变为负值。动量减额是高航速时推力减额为负的主要原因。低航速时艉板浸没在水中,喷口在水面以下喷射水流,此时有较大的正阻力增额和较大的负动量减额,喷水推进器流道及喷口的安装使船体几何面积有较大减小导致静压阻力增加,是低速时阻力增额的主要原因。高速时艉板由湿变干,喷口在水面以上喷射水流,阻力增额及动量减额的绝对值减小,船模姿态变化是高速时阻力增额的主要原因。随着航速的提高,出口阻力不断增大,构成了动量减额的主要成分。     

阀控补偿的同步系统研究

提出一种泵控和阀控补偿的新型同步系统,分析了阀结构、控制方法、试验等问题,该系统有高同步精度、高能量利用率等优点.     

水轮机调速器中阀控缸动态特性分析

在以旋转配压阀作为主配压阀的水轮机调速器中,建立了低压系统和中压系统两种情况下的阀控缸动力元件的数学模型,绘制了幅相频率特性曲线。分析表明：在保证系统最大功率不变的前提下,升高系统压力后,重新设计的阀控缸系统与低压下的系统有相近的动态特性,这使减小整个调速器的体积成为可能。     

CFD在船舶喷水推进器设计与性能分析中的应用

为进一步深入研究喷水推进器的性能,讨论了计算流体力学作为一种先进手段在喷水推进器设计和性能分析中的应用.通过求解雷诺时均的控制方程,计算了某喷水推进泵和"喷水推进器 船体"的流场.利用计算流体力学(CFD)的后处理技术,分析了喷水推进泵的流动特点,发现了泵设计的不足并提出了可改进之处.CFD方法分析"喷水推进器 船体"流动特性比传统理论方法更准确、细致、方便.借助CFD工具,可在模型试验之前对喷水推进器的设计进行深入分析和优化设计,还可完成性能预报.     

阀控密封铅酸蓄电池充电控制集成电路设计

为提高阀控密封铅酸（VRLA）蓄电池的充电效率和长期运行的可靠性与安全性,设计了一种智能型阀控密封铅酸蓄电池充电控制芯片,该芯片可控制充电电路实现4种不同模式的充电过程,在微处理器的支持下针对不同应用场合的需要进行编程,交替使用4种模式对蓄电池进行充电,使充电效率及电池组的可靠性与安全性达到最佳化;此外该芯片内部设置了电源的欠压锁定、低电压的监测以及过流保护功能,该芯片已在1.5 μm 50 V 双极型 互补金属氧化半导体 双扩散金属氧化半导体(BCD)工艺下设计完成.测试结果表明,芯片工作正常,预期的全部充电控制功能均已实现.     

盾构机液压系统多泵优化组合驱动技术

研究了一种改进的盾构掘进机刀盘驱动液压系统,通过驱动功率优化配置实现系统的节能.液压系统由2个大排量液控比例变量泵与2个小排量的电控比例变量泵组合驱动8个液控变量液压马达.液压系统采用电液比例技术进行泵的排量控制,通过包括有比例溢流阀和功率限制阀的液控回路实现了2个大排量变量泵的比例变量和恒功率控制,通过电控系统实现2个小排量泵的比例变量和恒功率控制.建立了液压系统的AMEsim仿真模型,仿真分析了液压系统的调速特性、恒功率特性及负载变化对调速特性的影响.试验研究表明,这种多泵组合调速能满足盾构的不同工况需求.     

混流式喷水推进器的性能试验与数值计算

为了综合检验SD-HGD266新型混流式喷水推进器的性能,进行了喷水推进器的台架性能试验、装船试航和数值计算.制作了实尺的喷水推进器样机进行台架性能试验,测量所得的3组数据集中性强.采用分块结构化网格离散数值模型计算域,选用SST湍流模型封闭雷诺平均的Navier-Stokes方程,采用SIMPLE算法对喷水推进器内流场进行数值模拟,计算得到的台架性能曲线与试验结果吻合较好.采用壁面积分法获取了装船喷水推进器的等转速推进特性曲线,通过与船阻力曲线叠加求交点进行航速预报,航速预报值与实船试航值最大偏差为2.68％.结果表明,该型喷水推进器达到了设计要求,数值计算可在喷水推进器的水力设计与性能分析中发挥重要作用,为喷水推进船最终达到预期航速奠定基础.