柴油机液压调速器动力学建模研究

以计算多体系统动力学理论为指导,建立了柴油机液压调速系统的耦合动力学分析模型。分析并正确添加了构件间的约束关系、模型的初始条件以及边界条件,并以动力连杆为例构建其刚柔混合动力学模型;在此基础上模拟调速器的工作过程并对其动态特性进行分析。结果证明了该模型及求解过程的可行性,为调速系统的性能和结构优化奠定了一定基础。文中的耦合建模方法和求解过程也可以应用于其它液机耦合设备。     

曲轴主轴承油膜动力润滑与系统动力学的耦合分析

在分析内燃机活塞-连杆-曲轴系统的系统动力学行为和曲轴主轴承的流体动压润滑基础上，建立了该系统的系统动力学与流体动力润滑耦合作用下的动力学分析模型，并提出了求解此模型的数值解法，利用机械系统动力学分析软件ADAMS的求解器（Solver）和自己编写的计算流体动力润滑程序连接调用进行了系统动力学与流体动力润滑的耦合分析。通过比较不考虑油膜动力润滑时缸体各部分的动态受力和考虑油膜动力润滑后缸体的动态受力表明：润滑油膜的动力耦合具有使缸体各部位受力趋于均匀化的作用，以下不考虑油膜动力耦合作用的零部件最大受力作为设计依据的零部件设计具有过大的安全裕度，在内燃机零部件设计时考虑摩擦学与系统动力学的耦合是非常必要的。     

具有裂纹的曲轴-轴承系统动力学与摩擦学耦合分析

以实测示功图为计算依据,以4缸柴油机的曲轴-轴承系统为研究对象,应用动力学仿真软件ADAMS耦合分析了具有裂纹的曲轴-轴承系统动力学行为和摩擦学特性,提出了"等效直径法"建立具有不同深度裂纹的弹性曲轴有限元模型.由于裂纹的扩展是曲轴动力学响应的慢变参数,从启裂到曲轴断裂采用线性插值法,分别建立具有不同深度裂纹的曲轴-轴承系统动力学和摩擦学耦合分析ADAMS模型并求解.结果表明,裂纹对其附近的曲轴轴承的动力学和摩擦学性能影响较大,随着裂纹深度的增加,裂纹附近的主轴承反力、最大油膜压力峰值和最小油膜厚度均减小,但曲轴轴颈中心径向振动响应振幅增加.     

装甲车辆柴油机调速系统的仿真模型

发展一个装甲车辆柴油机调速系统的仿真模型。将发动机任一工况下调速器齿杆位置与油门开度和转速联系起来,建立了调速系统静力学和动力学方程;动力学方程用2个一阶微分方程表示,引入连续性函数sigmoid函数代替非连续性函数sign函数,从而能够方便地应用数值积分方法求解动力学方程,并且避免了计算结果的小范围振荡。对一台装甲车辆柴油机调速系统的仿真实例显示,这个模型具有可以仿真装甲车辆柴油机调速系统静态与动态工况和计算调速系统性能参数的能力。     

交流放电等离子体助燃乙烯/空气的数值模拟

通过耦合零维等离子动力学求解器和燃烧动力学求解器,建立了交流放电等离子体助燃模型,研究了交流放电非平衡等离子体对C2H4/空气的助燃路径,并与自燃过程进行了对比.该模型使用电子能量分布函数计算电子碰撞反应速率,并得到贫燃条件下连续放电过程中温度、组分浓度、放热速率、关键组分的生成/消耗速率随时间的变化.研究表明,等离子...     

基于PC-GWO的高背压抽凝热电联供系统负荷优化研究

为了解决双机热电联供系统的热电负荷分配优化问题,以某双机600 MW高背压抽凝热电联供系统为对象,建立系统仿真模型并验证模型的准确性。通过控制中排压力的方式,根据机组安全运行约束条件,得到机组可行域。提出了一种使用过程耦合罚函数的灰狼算法,并分析了3种耦合方式和参数对系统性能的影响。结果表明：提出的过程耦合罚函数在求解成功率和求解误差方面具有明显优势,优化后机组热耗平均下降了117.96 GJ/h。     

发动机配气系统刚柔耦合多体动力学计算仿真分析

采用复杂机械结构多体动力学仿真分析方法对发动机配气系统的刚体模型和刚柔耦合模型进行动力学特性分析。根据实际构件间的连接方式确定零部件间的约束,并基于拉格朗日方程、绝对笛卡尔坐标和浮动坐标系等理论,通过仿真软件的内部算法求解气门的位移、速度和加速度曲线,考虑并分析其变化规律和影响机理,为配气机构的设计研发提供解决方法。     

耦合CFD和详细化学动力学的燃烧模拟及其并行计算的实现

以KIVA3V和CHEMKIN Ⅱ为研究平台,建立耦合详细化学反应动力学的多维CFD模型.为了解决耦合多维模型求解时间长的问题,对耦合程序进行了二次开发,使其能在基于MPI的超级计算机和高速网络连接的PC集群等多种并行计算平台上运行.在二次开发中,提出了一种具有间歇特征的并行计算方案.在超级计算机--深腾6800上,使用耦合程序模拟了天然气SI发动机的燃烧过程.计算表明,模拟结果与试验数据有着较好的一致性;模拟计算具有较高的并行效率.     

碰摩拉杆转子弯扭耦合非线性动力学响应特性

对碰摩故障状态下拉杆转子轴承系统弯扭耦合的非线性动力学特性进行了研究,建立了两端由滑动轴承支撑的双盘拉杆转子轴承系统模型,基于达朗贝尔原理得到其弯扭耦合的非线性动力学微分方程组,并采用四阶龙格库塔法法对方程组进行求解。结果表明:随着转速的提高,拉杆转子轴承系统的非线性动力学特性越强烈,扭振的影响越不能忽略不计,碰摩力逐渐成为影响拉杆转子轴承系统非线性动力学特性的主要因素。     

质量不平衡对齿轮传动系统振动影响的数值分析

对于大型高速齿轮转子系统,质量不平衡会产生周期的离心惯性力,使系统产生振动,影响强度和寿命。基于MSC.ADAMS建立齿轮系统弯扭耦合振动模型,并考虑了啮合型耦合和转子动力型耦合两种情况,将齿轮做刚性化处理而轴做柔性化处理。采用多柔体动力学分析方法仿真得出齿轮在正常啮合和齿轮质量不平衡引起的转子涡动条件下的齿轮动态激励力和齿轮中心的涡动轨迹,以此进行分析比较,为齿轮箱动力学分析提供依据。在MSC.Patran中建立齿轮箱动力分析有限元模型,利用MSC.Nastran对齿轮箱进行瞬态动力学分析,得到齿轮正常啮合和质量不平衡引起的涡动两种工况下箱体的振动特性。     

电力系统稳定分析用水轮机调节系统模型研究

针对机械液压式调速器模型脱离实际、简单、无法反映设备的真实状态,以BPA4.0为例,分析了现有电力系统稳定分析程序的不足,开发了符合实际的调速器模型,并与用非线性高阶传递函数表示的原动机模型构成了自定义的水轮机调节系统模型。实例结果表明,该模型更接近实际、吻合度高、平均几何相对误差小,可满足电力系统稳定分析的需求。     

耒阳电厂200MW汽轮机滑负荷原因分析及调速系统改造

通过对调速系统的使用分析,找出200MW机组采用高速弹性调速器为敏感元件的机械液压式调速系统滑负荷和负荷阶跃产生的原因。采用技术改造方案消除的调速系统滑负荷和负荷阶跃现象。     

电源车动力系统控制策略研究

介绍了新型电源车动力系统中发动机和液压系统的控制策略。通过对整车运行状况分析，总结了发动机和液压系统控制的主要任务。以电子调速器为基础，借鉴有限状态机理论设计了发动机管理系统。采用前馈与反馈控制相结合的方法设计了液压系统控制器。最后通过停车发电试验对系统性能进行了验证，结果表明该电源车能够稳定的达到三级移动电站标准，同时具备行车发电潜力。新的动力系统结构很好的保证了整车机动性，具有广泛的应用前景。     

基于马尔科夫模型的船用柴油机电子调速器可靠性分析

应用马尔科夫模型对柴油机电子调速器可靠性进行了系统分析。采用失效模式以及影响性分析(FMEA)进行整个系统部件级失效模式与影响分析,提出了柴油机电子调速器失效的分类方法,针对在线诊断技术和调速系统的维修特性,引入系统维修率,对调速器的可靠性进行更加全面有效的分析,得到电子调速器时变失效概率。分析结果表明:马尔科夫模型可以应用于柴油机电子调速器可靠性分析,并指导系统设计。     

Wind turbine dynamic response?difference between connection to large utility network and isolated diesel micro-grid

The difference in dynamic behaviour of wind turbines connected to different size networks is analysed for synchronous and induction generators. Modal analysis has been applied to equivalent mechanical models of the wind turbine generator and the grid connection to show the difference in dynamics for a wind turbine generator connected to a large (interconnected) utility network or an (isolated) diesel micro-grid. Frequency domain analysis of these models has been used to quantify the effect of system parameters, such as enhanced drive train damping, diesel governor action and generator slip, on dynamic interaction. It has been shown that for wind turbines connected to a large grid an induction generator can reduce dynamic interaction. In contrast, for an isolated diesel micro-grid the diesel governor response and the compliance of the diesel generator dominate the system's dynamics, and the choice of either generator option for the wind turbine is dictated by other factors.     

基于模糊小脑模型的水轮机调速控制

水轮机调速器是控制水轮机输出机械功率的关键设备．是水轮发电机组控制的重要内容。针对非线性复杂时变水轮机调速器．研究了一种模糊小脑模型关节控制器,该智能控制器是一种模糊逻辑与小脑模型关节控制器的结合,集中了二者的优点和长处。分析了该控制器的结构、具体实现以及学习优化。仿真实验表明该智能控制器的实际效果良好。     

水轮机调整器并联型液压控制系统

在详细分析水轮机调速器流压控制系统的结构和工况的基础上,提出了一种新型的水轮机调速器液压控制系统,水轮机调速器并联型液压控制系统。它由1个可连续调节流量的小流量阀和1个开关型的大流量阀构成的并联系统完成自动调节控制。对它的控制策略及稳定性进行了分析,并对比例阀和方向阀并联系统进行了讨论。     

大型低速二冲程柴油机动力装置的准稳态仿真

利用准稳态、循环平均值等建模方法,给出了包含大型低速二冲程柴油机、轴系、螺旋桨和船体动力学的实时仿真模型。在螺旋桨特性计算中,提出了推力系数和转矩系数计算的简便算法,算法既能避免利用螺旋桨图谱的复杂计算过程,又能满足全工况范围的仿真需要。仿真程序是利用VC＋＋开发实现的。仿真结果表明,动力装置在稳态和变工况下的计算结果与实船试航数据能够较好的吻合。螺旋桨特性计算的简便算法可以应用于螺旋桨特性的分析和建模,仿真模型可用于动力装置的性能分析、预测和调速器系统的设计和优化。     

一种鲁棒自适应水轮机调速器

本文提出了一种鲁棒性较强的自适应调速器,它是将模型参考自适应方法和Robust控制方法相结合,同时只将对象的输入和输出信息用于水轮机调节,使得整个系统的适应能力,稳定性及动态品质都有所提高。数值仿真表明,用该方案设计出的调速器具有较强的鲁棒性。