波浪被动补偿装置的模型与实验

在大型中水层拖网渔船拖曳系统的工作过程中,渔船受海洋环境的影响,会产生显著的升沉运动。本文针对渔船升降降低捕鱼效率的问题,采用一种波浪被动补偿装置的方法,研究了该装置的数学模型并进行仿真分析,设计试验过程,分析试验数据,并与理论分析结果对比发现:钢丝绳的涨紧力和蓄能器的压强跟随油缸位移呈周期变化,油缸的位移与钢丝绳涨紧力、蓄能器压强的变化相反;钢丝绳涨紧力的变化幅度大于蓄能器压强的变化幅度,但位移变化幅度小于50 mm时,涨紧力(5 N)和压强(6 Pa)保持稳定;受惯性力的作用,涨紧力变化速度呈现阶段性变化。通过仿真分析可知:蓄能器在平衡位置时的充气压强越大,涨紧力与压强越大;蓄能器的面积越大,涨紧力与压强越小。     

包含蓄能器的电液比例控制模型

针对蓄能器的被动介入和储放能给电液控制带来的许多未知问题,本文基于一台起重机,研究了变幅机构的阀控缸内部原理;分别对先导阀、主阀、蓄能器和油缸进行模块化建模,建立了有蓄能器与无蓄能器的对比模型。采用仿真和实验相结合的方法研究了蓄能器的被动介入给电液比例控制带来的影响,结果表明:蓄能器的被动介入造成油缸伸出时的速度波动,但对油缸缩回运动无影响;在油缸伸出时根据系统的压力,减少的阀供油量等于蓄能器释放的油量,可有效解决速度波动问题。最后通过实验验证了补偿方案的可行性。     

水下拖曳系统运动预报

拖缆系统应用是海洋探测中的一种非常有效的手段。随着探测仪器的不断发展，对于拖曳系统的运动性能要求越来越高。将拖曳系统分成拖缆和水下拖体2个部分，分别建立运动数学模型。拖缆部分的模型以Ablow和Schechter运动数学模型为基础，拖体部分的模型采用类似潜器的水下六自由度运动方程。经过数值仿真的检验证明了模型的可靠性。     

拖缆长度对筒基平台气浮拖航影响的试验研究

以筒型基础平台为对象,在拖航速度、系拖点以及吃水深度一定的条件下,对不同拖缆长度的拖航组合,采用1:20的模型进行顺浪和逆浪下的拖航试验.通过测定各试验组合拖航过程中平台运动加速度、筒内气压力、筒底水压力以及拖缆力变化,分析得到拖缆长度对筒型基础平台顺浪与逆浪拖航时基本力学参数的影响,进而得出其对平台航向稳定性的影响.分析结果表明,与顺浪拖航相比,逆浪拖航时拖缆长度对平台横荡运动影响较大;合理的拖缆长度有利于缓解拖车与筒型基础平台运动不协调而产生的冲击张力,有利于缓解偏荡;但当拖航长度过大,其纵荡、横荡及垂荡幅度加大,直线航行能力越差,拖航操纵困难.对于该筒型基础平台,在顺浪和逆浪拖航中,拖缆长度为48 m(即3.2倍的平台宽度),平台的拖航稳性和耐波性均最高.     

基于虚拟样机技术的深海采矿主动式升沉补偿系统设计

在分析已有海洋钻井平台、钻探船的升沉补偿系统特性的基础上,依据中国大洋协会(COMRA)的大洋多金属结核中试采矿系统及1 km深范围海试状况,提出了双油缸主动控制升沉补偿系统设计方案,创建了该系统的虚拟样机.对该虚拟样机进行参数化设计、工作过程模拟和模糊控制仿真研究,结果表明,此虚拟系统设计方案可行;基于该虚拟样机的模糊控制策略,在仿真研究中能有效提高升沉补偿效果,达到系统设计要求.     

基于F LUENT气固两相流数值模拟与分析

以T型管道为试验平台, 利用压缩空气输送直径为1. 2mm的沙粒进行气力输送试验。在改变发送流量和发送压力的条件下, 利用F LUENT软件对气力输送过程进行数值模拟分析, 得到分支管道中压降与气固两相体积分数的变化。数值模拟结果表明, 单位长度管道内压降与发送流量和发送压力成正比; 管道底部固相颗粒体 积分数与发送流量成反比, 与发送压力成正比; 管道底部气相体积分数与发送流量成正比, 与发送压力成反比。数值模拟结果与试验结果相符, 为气力输送的进一步研究提供了相关依据。     

液压变压器四象限工作特性研究

对液压变压器工作于四象限的特性进行了研究,建立了液压变压器四象限工作的动力学模型.对液压变压器四象限工况下,液压蓄能器流量特性、液压恒压网络系统压力特性以及液压变压器控制角特性进行了仿真研究,结果表明:随着负载的变化,液压恒压网络系统压力波动范围不超过3%,基本保持为准液压恒压网络系统,而液压蓄能器的流量以及液压变压器的控制角则呈非线性增加或减小.     

水下拖曳系统定深和展开性能湖上试验研究

为研究水下拖曳系统定深和展开性能,捕捉各影响因素作用效果,本文通过拖曳系统湖上试验,分析了翼板攻角、航速、缆长对拖曳定深、展宽及干端拉力的影响规律,拟合了多元非线性回归函数,针对影响规律及函数拟合结果分别制定了水下拖曳系统定深、展开策略.试验结果表明:拖体及拖缆所受流体力的变化是引起定深和展宽改变的主要原因,降低航速、增加水平翼板下攻角、放缆能够增加拖体定深,增加垂直翼板攻角和放缆能够增加拖体展宽.对短缆拖曳系统而言,拖体定深或展宽需要进行调整时,可按增减翼板攻角-收放缆-改变航速的顺序进行.     

冶金液压系统蓄能器设计与仿真分析

为了让液压系统蓄能器高效节能地工作,以蓄能器总容积为研究对象,详细介绍了大型冶金液压系统蓄能器站的设计过程,总结和比较了不同工况下蓄能器总容积的计算方法,并对所选蓄能器动态特性参数进行仿真研究,绘制出蓄能器在两种不同温度下的压力、温度、容积及工作循环图。从设计和仿真结果可知,蓄能器总容积按照理想气体绝热过程考虑结果偏小;按照不可逆多变过程计算并进行温度校正所得结果是最符合气体的实际工作过程。仿真结果验证了设计方法和数据的准确性。     

水下双拖系统动力学建模与仿真

水下双拖系统是海洋工程中非常重要的一种拖曳系统,可以用于潜艇通讯、数据传输、海洋测量等。文章根据达朗伯原理建立了拖曳系统的动力学模型,确定了边界条件,根据动量和动量矩定理建立了浮标运动的数学模型,并基于统一的有限差分数值方法建立了整个拖曳系统的数值解法。最后对典型的水下双拖系统进行了仿真计算,结果显示:水下双拖系统运动稳定,说明建立的动力学模型的正确性,及其数值算法的稳定性;浮体的使用使拖缆远离了艇体,很好地保证了潜艇的安全性,说明了浮体使用的必要性。