转阀控制式脉冲波生成方法

脉冲波浪的模拟产生及其对海洋工程结构冲击的研究已成为研究的热点。为更真实地模拟高能量的冲击波浪,提出一种转阀控制式脉冲波生成方法,利用Matlab/Simulink工具进行新方法数学模型的数值分析,研制出转阀控制式推板造波试验装置,并进行试验验证。研究结果表明：转阀控制式推板造波系统能够实现波幅在确定推板频率下进一步提高,且易于叠加生成脉冲波浪;试验水槽中的水深对生成波浪的波幅有一定的影响,水深越深,生成脉冲波波幅也越高;脉冲波波幅的大小取决于系统中的阀口轴向开度和供油压力的控制,且阀口轴向开度和供油压力设定越大,脉冲波波幅越高。新的造波方法对指导大功率电液控制式造波装置实现更大能量脉冲波浪具有重要的工程价值。     

基于数值模拟的造波机设计与实现方法研究

以摇板造波方式为例,推导了造波方程和消波方程,建立了造波板运动特性与波浪参数的对应关系。设计了垂向板造波模型和摇板造波模型,利用Fluent软件进行了波浪数值模拟,使用UDF控制造波板运动,在近壁面附加动量源消波,对比分析了两种造波方式的优劣。垂向板造波方式适用于小幅波,对动力源要求低;摇板造波方式适用于中幅波,波浪质量好。依据数值模拟数据,设计并研制了物理样机,开展了波高测量实验。基于数值模拟的造波机设计方法能够快速确定造波方式和关键技术参数,大大缩短了研制周期,降低了研制成本,对研制新型造波机具有重要的借鉴意义。     

不规则波造波机液压伺服系统和执行机构的研制

<正> 一九八九年和一九九○年我院与南京水利科学研究院二度配合研制水槽式不规则波造波机和港池式不规则波造波机各壹台,及时满足了四川重庆交通学院新建水力学实验室的需要,并受到有关专家的一致肯定和好评。二台设备的研制成功结束了不规则波造波机一直依赖进口的历史。波浪对桥梁、港口等结构物及建筑物的作用情况往往是工程技术人员对海洋工程和港口工程结构设计的重要依据,而波浪对各类结构物作用的研究又离不开利用各类结构物建筑物模型进行模拟试验。从五十年代起国内就开始建设起模拟波浪的长型水槽。到了八十年代中期,随着水力水利科学研究的     

推板式造波机的机械结构设计

设计推板式造波机的目的是在实验室的水池中模拟自然界中的波浪,为环境恶劣的海洋工程建设提供深入分析和研究的数据,从而进行可靠的理论推测。依据造波要求设计了造波机的整体机械结构,该机以滚珠丝杠为传动装置,运行平稳,可靠性高;并对主要部件推波板进行了校核及有限元分析,最终设计出了完整的推板式造波机。     

三维数值波浪水池在海上导管架平台上的应用

介绍了数值波浪水池的研究背景、定义及特征,通过计算流体动力学软件FLUENT构建三维数值波浪水池,分析了波浪对导管架平台的损伤程度。采用摇板造波技术和在动量方程中添加源项的方法,实现数值波浪水池的造波与消波,探讨了数值波浪水池在导管架平台上的应用与影响。     

电液伺服式水槽不规则波造波机

1 引言水槽不规则波造波机是一种在实验水槽中模拟波浪环境进行船舶、港口工程和海洋工程科学研究的实验设备。它不但可以制造出各种规则波浪,而且可以造出各种具有给定波谱密度的不规则波及给定不规则波面过程线的天然波列,是研究船舶、港口工程和海洋工程结构物在波浪作用下的运动、受力和安全性能等问题不可缺少的实验手段。这种设备的设计、制造难度较高,过去     

不规则波造波机液压伺服系统和执行机构的研制

一九八九年和一九九○年我院与南京水利科学研究院二度配合研制水槽式不规则波造波机和港池式不规则波造波机各壹台,及时满足了四川重庆交通学院新建水力学实验室的需要,并受到有关专家的一致肯定和好评。二台设备的研制成功结束了不规则波造波机一直依赖进口的历史。波浪对桥梁、港口等结构物及建筑物的作用情况往往是工程技术人员对海洋工程和     

伺服电机驱动式水槽造波机系统设计

介绍了由伺服电机驱动的水槽造波机系统的设计.通过对水槽造波机不同安装形式的比较,确定了水槽造波机的安装形式为槽壁式安装.水槽造波机通过交流伺服电机和滚珠丝杠来驱动推波板,通过计算确定滚珠丝杠的规格和选择伺服电机,并对伺服电机的带载能力进行校核.造波机的性能测试验证了设计的造波机系统满足要求.     

上泵集团大型轴流循环水泵在国家重大工程中的成功应用

一、应用背景 世界海洋资源开发日益从浅海转向深海，为了适应这一发展趋势，加快研发深海资源开发关键设备，积极推进我圈深海资源的开发利用成为当前一项紧迫的任务；同时为了满足我国开展新型舰艇设计制造与海洋工程探索和研究的需求，我国急需建造一个能够模拟海洋深水波浪、水流、海潮等深水自然环境的海洋深水试验池。上海交通大学海洋深水试验池是我国第一个多功能大型造波、造流试验池，在国际上也处于领先地位。     

基于摇板运动分析的波浪产生方法研究

针对试验水池中波浪产生方法的问题,对试验水池中摇板式造波机的摇板速度、角度和波浪高度产生机理之间的关系进行了分析,对国内外学者关于波浪高度产生机理的研究进行了归纳,提出了一种基于摇板运动分析的波浪高度产生方法的研究。利用流体力学的连续性方程中体积流量变化关系,建立了理论波浪高度产生与摇板运动参数之间的数学模型,并通过Matlab进行了理论曲线的研究。最后,通过搭建相应的试验平台进行了实验验证。研究结果表明,该方法适用于试验水池中波浪高度产生方法的研究,提高了波浪模拟的准确性,为海洋装置的设计开发提供了相关理论指导。     

波浪能多腔油缸液压转换系统设计与研究

以振荡扑翼波浪能发电装置的液压转换系统为研究对象,设计一种含有多腔油缸的液压转换系统,将波浪能转换为可利用的机械能。以波浪能高效采集和液压转换系统稳定输出为原则,设计一种多腔油缸并确定液压转换系统的组成及各元件的具体参数。针对不同海况,通过改变电磁阀换挡策略,实现对波浪能的采集,调节蓄能器的个数和预充压力使液压系统高、低管路的压力保持稳定,通过液压马达能够稳定输出机械能。运用AMESim仿真平台搭建采集机构和液压转换系统模型,模拟3级、4级和5级海况下采集机构的运动响应作为系统输入,分析液压转换系统的有效性、输出稳定性和转换效率。仿真结果验证,所设计的液压转换系统通过改变电磁阀换挡策略,能够实现对波浪能的高效采集,并有效提高液压转换系统的稳定性和转换效率。为振荡扑翼波浪能发电装置的液压转换系统的开发与研究奠定了理论基础。     

行波离子迁移谱的行波脉冲电源设计及应用

基于行波的无损离子操作结构装置（TW-SLIM）是一种新型的可实现复杂气相离子操作的离子漂移管,是行波离子迁移谱（TWIMS）的核心器件,其利用行波脉冲电源提供振荡电场实现离子传输和分离。 针对行波无损离子操作结构特性,采用现场可编程逻辑门阵列（FPGA）作为行波脉冲信号源,使用集成半桥驱动器作为栅极驱动,以金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）构成的半桥拓扑电路作为脉冲输出级,使用可调高压电源作为半桥电路的直流母线电源,设计了一种行波脉冲电源。脉冲电源输出脉冲电压最大频率可达100 kHz,峰 峰值可达200 V,上升时间和下降时间均小于20 ns。在实验室自制的行波离子迁移谱仪器平台上测试了行波幅值和频率对离子传输和离子分离的影响。结果表明,当频率为10 kHz、幅值为35 V时,六（2,2 二氟乙氧基）磷腈的传输效率最高;在行波幅值不变时,随着行波频率的增大,离子信号强度减小。利用六（2,2 二氟乙氧基）磷腈和六（1H,1H,3H 全氟丙氧基）磷氮烯探究行波幅值和频率对离子基于结构分离情况的影响,在行波幅值不变时,随着行波频率增大,对2种离子的分离能力变强;在频率不变时,随着行波幅值增大,对2种离子的分离能力变弱。实验结果为行波离子迁移谱中的离子传输与分离机制提供了基本理解,该行波脉冲电源对于高分辨率TWIMS研发具有重要价值。     

振荡扑翼波浪能发电装置系统建模与仿真

为了实现波浪能的采集与高效转换,提出一种振荡扑翼波浪能发电装置,通过采集机构、液压转换系统和电能变换及储能系统将随机波浪能转换为稳定的电能。基于扑翼与波浪耦合受力分析,设计波浪能采集机构方案;为了能量高效转换和保证液压系统稳定性,创成一种含多腔液压缸的液压转换系统;根据储能单元的额定电能需求,进行电能变换及储能系统方案设计与元件参数计算;基于多能域键合图理论和AMESim仿真软件,建立包括机-液-电的整体虚拟样机仿真模型;搭建仿振荡扑翼波浪能发电装置试验平台,模拟规则波浪进行试验,验证系统的有效性。研究结果表明,在三级海况和四级海况下振荡扑翼波浪能发电装置发电效率分别可以达到61.5%和66.2%,能够有效采集波浪能,实现电能的稳定输出并储存到蓄电池中。试验结果证明了振荡扑翼波浪能发电装置工作原理和参数设计的合理性。研究结果为波浪能发电装置的设计与开发提供了理论基础与参考。     

Simple Push-Type Wave Generating Method Using Digital Rotary Valve Control

The important parameters to describe waves are their amplitude and length. In order to make it easier to improve wave amplitude and facilitate wave experiment, a simple push-type wave generating method using digital rotary valve control was proposed and different wave amplitudes were generated by the new method. After the mathematical model of the new method had been established, numerical analysis based on the linear wave theory was carried out by means of Matlab/Simulink software tools, and experiments were conducted on the push-type wave maker to ascertain the validity of the established model and the numerical simulation results. It shows that both experimental and theoretical results agree relatively well, and the plate motion frequency and amplitude of the push-type wave maker can be continuously adjusted and the various required regular waves can be obtained. Although the wave amplitude and length descends with the increasing of working frequency, the wave amplitude can be improved conveniently by setting the axial opening width of the valve and the oil supply pressure of system. The wave length remains unchanged with the axial opening width and the oil supply pressure change. The research indicates that different regular waves can be easily generated by the new method and the wave amplitude can be further improved in a certain plate motion frequency range.     

电液式大功率清洗装置的设计

对于污物重的大型、复杂零部件的清洗,已有的清洗方法难以实现大功率,为了解决这个问题,提出了电液式大功率清洗装置。其核心零件是2D四通转阀,通过控制2D四通转阀阀芯旋转可实现激振频率的控制,改变待清洗零件振动的快慢;控制阀芯轴向滑动可实现激振幅值的控制,改变待清洗零件振动的幅值。该装置采用2D四通转阀带动液压缸中的液压杆前后移动,从而带动清洗盒前后快速振动,剥离被清洗物表面的污垢,从而达到洗净目的,实现大功率清洗。通过数据采集系统实现对液压系统的控制、可视化实时数据采集、显示和保存。基于电液式大功率清洗的工作与控制原理搭建实验平台并做实验。结果表明：该电液式大功率清洗装置可达到下限频率为2669 Hz,实现大功率清洗。     

基于特征参数和功率谱分析的液压滑阀内漏声发射检测实验研究

内泄漏直接影响液压系统的工作效率，常用的检测方法主观性强、效率低。以5组通径16 mm的三位四通换向滑阀为研究对象，设计并搭建了液压滑阀内泄漏声发射检测实验台。对比声发射信号的幅值域参数大小和响应时间，确定了最佳测量点。结合实验数据，找到了压力、间隙高度对幅值域特征参数的影响规律。运用AR功率谱提取信号的特征频率，发现滑阀内漏的声发射信号基频为40 kHz，泄漏量越大，特征频率越向低频方向偏移；特征频率呈现倍频的关系，内漏滑阀的功率谱曲线有小幅波动，正常滑阀功率谱曲线光滑。所得实验数据和结论对构建滑阀内漏诊断数据库具有重要意义。     

磁致伸缩效应在圆管中激励纵向导波的理论和试验研究

分析了导波在圆管中传播的模态,探讨了在圆管中激励纵向导波的磁致伸缩作用力模型。纵向导波由平行于圆管轴向的磁致伸缩力的作用而产生,磁致伸缩力除与被检测材料的特性有关外,主要取决于设置的静态偏置磁场和交变磁场的耦合作用。根据该模型设计了在圆管中激励纵向导波的磁致伸缩传感器,试验中获得了纵向导波,并通过磁致伸缩传感器对圆管分别作用不同的静态偏置磁场和交变磁场,试验研究两者对激励的纵向导波的影响。结果表明：作用于圆管上的静态偏置磁场与激励的纵向导波幅值呈抛物线关系,在低偏置磁场作用下,纵向导波幅值随着偏置磁场的增加而增大,在高偏置磁场作用下,纵向导波幅值随着偏置磁场的增加反而减小。导波在圆管中传播时,存在多模式和频散特性,交变磁场大小与激励的纵向导波幅值之间呈非线性关系。     

A Stoneley wave method to detect interlaminar damage of metal layer composite pipe

The interlaminar defect is a major form of damage in metal layer composite pipes which are widely used in petroleum and chemical industry. In this paper, a Stoneley wave method is presented to detect interlaminar damage in laminated pipe structure. Stoneley wave possesses some good characteristics, such as high energy and large displacement at the interface and non-dispersive in the high-frequency, so the sensitivity of detecting interlaminar damage can be improved and the higher frequency can be used in damage detection compared with Lamb waves. Additionally, as the frequency increases, the wavelength of the Stoneley wave reduces. Thus, its ability to detect small defects at the interface is enhanced. Finite element model of metal layer composite pipe with interlaminar damage is used to simulate wave propagation of Lamb waves and Stoneley wave, respectively. The damage location is calculated by using the Stoneley wave signal obtained from finite element model, and then the results are compared with the actual damage locations. The simulation examples demonstrate that the Stoneley wave method can better identify the interlaminar damage in laminated pipe structure compared with Lamb waves.     

超声导波激励频率选取对其模式控制的影响

超声导波在管道中传播模式有纵波、扭转波和弯曲波三种模式,由于扭转波在管道中传播具有非频散特性,在超声导波管道无损检测中得到广泛应用,但在管道中激发出扭转波的同时常常伴随着纵波的出现,导致超声导波检测信号难以识别和分析处理。针对这一问题,计算管道中超声导波传播频散曲线,通过控制扭转波激励频率在纵波的截止频率区范围内选取的方法,抑制纵波的产生。为了验证该方法的有效性和正确性,利用磁致伸缩导波无损检测装置对管道进行一系列不同激励频率的试验。研究结果表明：试验结果与理论结论相吻合,该方法为导波无损检测信号识别和工程应用提供了十分重要的理论依据和指导作用。