一种螺旋桨参数化建模方法

对螺旋桨进行优化时,需要建立起优化计算的样本空间,即要实现初始桨的参数化建模。本文基于贝塞尔曲线拟合原理编程实现了螺旋桨的参数化建模,对螺旋桨的径向参数分布分别用一条贝塞尔曲线进行拟合,曲线的控制点通过遗传算法寻优求得。文中以4382桨为例,对其进行参数化建模,讨论了三、四、五、六阶贝塞尔曲线的拟合效果,发现三阶贝塞尔曲线拟合光顺性最好、拟合平均误差可以控制在0.3%以内,而且控制点个数较少,最适合拟合螺旋桨径向参数分布。最后通过调整三次贝塞尔曲线控制点的位置调整了原桨叶的几何形状,得到光顺性较好的新桨叶模型,表明该参数化建模方法合理。     

Kappel桨与传统螺旋桨噪声对比试验

为检验Kappel桨的噪声性能,在海军工程大学空泡水洞进行背景噪声测量及2种桨模噪声对比试验.本次试验共设计16组工况,分别测量2种桨在无空泡和有空泡时的噪声.由测量结果分析可知,海军工程大学空泡水洞的声学性能满足试验要求,噪声信号在1~20 kHz范围内可获得较高的信噪比.无空泡时,Kappel桨与传统桨的辐射噪声相当;在相同转速空泡数σ_n下,Kappel桨的空化辐射噪声高于传统螺旋桨的,同时观察其空泡形态,与传统螺旋桨相比Kappel桨的空泡形态要为剧烈,表明在空泡性能方面Kappel桨要低于传统螺旋桨,在Kappel桨的设计过程中应综合考虑螺距与拱弧的关系以改善Kappel桨的空泡性能.     

基于UG二次开发的船用螺旋桨参数化建模方法与实现

船用螺旋桨的建模方法是将二维初始型值点导入通用CAD软件,通过多步操作得出三维空间数据,完成整个造型过程.这种方法不但操作繁琐,而且效率低.在研究了船用螺旋桨参数化建模方法的基础上,采用对UG进行二次开发的方法,编制出船用螺旋桨参数化建模的功能模块.通过给定船用螺旋桨的主要几何参数,计算出初始型值点,进行坐标变换,将其从平面坐标系还原到空间真实位置.另外给出桨叶叶梢缺失部分数据的NURBS拟合补充方法,并在进行光顺处理后,最终生成船用螺旋桨的三维模型.     

挖泥船绞刀参数化三维建模

绞刀是绞吸式挖泥船的关键机具,对提高挖掘功效具有决定性作用。根据现有土壤切削理论和疏浚施工实践,分别建立了绞刀结构形状与不同类型土质的关系,绞刀切削动力特性与土质特性关系的数学模型,以及各种绞刀刀齿模型库。在VB语言环境下对三维建模软件SolidWorks进行二次开发,实现了绞刀参数化三维建模。设计者输入土质、产量或功率等参数即可得到相应的三维绞刀。这种参数化三维建模的方法使用简便、立体感强,既缩短了设计周期,又提高了设计的精度,更便于绞刀的应力分析和优化设计。     

Kappel桨与传统螺旋桨噪声对比试验北大核心CSCD

为检验Kappel桨的噪声性能,在海军工程大学空泡水洞进行背景噪声测量及2种桨模噪声对比试验。本次试验共设计16组工况,分别测量2种桨在无空泡和有空泡时的噪声。由测量结果分析可知,海军工程大学空泡水洞的声学性能满足试验要求,噪声信号在1-20 k Hz范围内可获得较高的信噪比。无空泡时,Kappel桨与传统桨的辐射噪声相当;在相同转速空泡数σn下,Kappel桨的空化辐射噪声高于传统螺旋桨的,同时观察其空泡形态,与传统螺旋桨相比Kappel桨的空泡形态要为剧烈,表明在空泡性能方面Kappel桨要低于传统螺旋桨,在Kappel桨的设计过程中应综合考虑螺距与拱弧的关系以改善Kappel桨的空泡性能。     

基于参数化的螺旋桨建模及敞水性能分析

针对传统螺旋桨建模过程复杂以及工作量大的问题,提出一种基于参数化的螺旋桨建模方法。以AU型图谱桨为例,利用Prop Cad对该螺旋桨进行参数化设计,并导入Solid Works三维建模软件;利用FLUENT模拟不同参数下螺旋桨模型的推力系数、力矩系数和敞水效率;将仿真结果与回归公式计算结果进行对比,验证该方法的可行性。结果表明：基于参数化的螺旋桨建模与回归公式计算得到的单桨敞水性能基本保持一致;通过对比计算不同进速系数的推力系数、力矩系数和敞水效率可得相对误差为1.27%、2.07%和2.94%。最后,利用仿真进一步验证了该方法的可行性。     

基于参数化建模的优化设计方法

传统的线型设计方法较多地依赖母型船性能和设计者长期积累的经验。现阶段,一种新型的结合CAD参数化建模技术和CFD数值计算技术的设计方法突破了传统方法的些许限制。以一型5000TEU集装箱船为例详细阐述了该方法的首次运用。该船线型的成功研发表明基于参数化建模的设计方法有助于提升船体线型的研发能力和设计效率,同时也降低了研发人员对母型船和设计经验的依赖程度。     

基于NAPA Steel的船体结构参数化建模研究

将参数化技术应用到设计领域,从而提高设计效率.在船舶设计领域,由于产品的复杂性,参数化设计的研究有较大的难度,通常是依托相应的专业软件为平台来进行研究的.文中借助NAPA Steel为软件平台,进行了三维船体结构参数化设计的研究,通过参数优化可大大提高船体结构的设计效率.     

舰船典型节点参数化建模及形状优化

给出一种船舶结构典型节点的参数化建模及形状优化方法,利用APDL建立某典型节点参数化模型的方法,将该节点形状参数定为设计变量,节点的应力集中系数作为优化设计的目标函数。通过不断改变形状参数,找出较小的应力集中系数。结果表明,该方法可有效降低应力集中,为舰船典型节点结构设计和优化提供参考。     

舰船电力系统中DC-DC变换器的建模与控制

现代舰船行业的发展速度明显加快,舰船海上行驶的安全性与稳定性作用也逐渐突显出来。为确保舰船的正常航行,电力系统的作用不容小觑。因舰船航行时间相对较长,所以电力系统性能与功用将对其行驶效果产生直接影响。在这种情况下,设计构建舰船电力系统的过程中,将DC/DC变换器应用于其中,并积极创建相应模型,能够为电力系统控制作用的发挥提供必要保障。另外,舰船电力系统中的DC/DC变换器,还可以有效节省电力输出,节能效果理想。基于此,文章将舰船电力系统作为主要研究内容,重点阐述DC/DC变换器在其中的建模方式与控制效果。     

分布式能源系统经济性优化建模研究

随着冷热电联产技术得到广泛推广,系统运行的经济性就成为必然考核的指标,因此如何优化系统运行模式,提高系统收益越来越受到众人的关注.通过分析影响系统运行经济性的各项因素,并基于Matlab建立系统成本与收益关系优化模型.模型以年度成本最小化为目标函数,利用Matlab优化工具箱对系统机组运行模式、运行收益进行模拟优化,得出机组在最大收益情况下的最佳运行组合,并以某示范工程大楼的分布式能源系统为例,验证了此优化模型的适用性.     

激光噪声与螺旋桨噪声的比较研究

阐述了螺旋桨空泡的形成机理,对其产生的噪声及其噪声谱作了分析;阐述了激光空泡噪声的原理,分析了激光产生噪声的机制。两者的比较分析研究,为后者对前者的仿真提供了一定的参考价值。     

螺旋桨立式预装方法及工艺研究

船舶螺旋桨在上船安装前,其锥孔与艉轴锥体的配合需经钳工内场研配。为了检查螺旋桨锥孔与艉轴锥体配合的紧密性以及着色研配的接触面达到70%以上等技术要求,我们要在内场对研配好的螺旋桨与艉轴进行内场预装。本文详细介绍了采用的螺旋桨立式预装方法,并在此基础上制定了螺旋桨立式预装工艺。     

螺旋桨噪声贡献分离模型的仿真研究

介绍一种从辐射噪声中分离出螺旋桨噪声的方法。根据螺旋桨噪声同航速的变化关系,将辐射噪声1/3 Oct谱级进行归一化处理,求得艇体函数,给出各工况下螺旋桨绝对声压谱。对分离算法进行建模仿真,重点讨论不同航速工况的选取和机械噪声随航速的增长规律这2个因素对分离结果的影响。     

多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真

为解决常规船舶螺旋桨物理动力特性仿真在多桨环境下仿真特性分析精度较低的不足,提出了多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真研究。基于多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真平台的搭建,引入多桨动力特性仿真算法,完成多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真模型的构建;依托多桨船舶螺旋桨推进动力特性、受阻动力特性分析,实现了多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真。试验数据表明,提出的动力特性仿真较常规特性仿真方法,仿真特性分析精度提高54.45%,适用于多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真。     

表面桨驱动装置关键技术研究

为检验表面桨驱动装置能否安全可靠地运行,采用UG进行双十字万向联轴节的运动仿真计算,运用有限元方法对各典型零部件进行强度计算及轴系回旋振动计算,采用系统矩阵法分析装置的扭转振动特性,结合轴系扭振计算与校中计算,采用理论公式对轴系进行综合强度校核,得到双十字万向联轴节的运动干涉数据、各典型零部件应力大小及分布情况、轴系扭振应力大小等数据,并对表面桨驱动装置设计计算中的关键技术进行了深入研究,提出了计算分析的流程,可为表面桨装置设计、计算与分析提供理论及工程指导。     

吊舱推进器船舶的操纵系统数学建模与仿真

吊舱推进器船舶是一种新型的电力推进船舶,这种船舶的稳定性和机动性良好,近年来获得了非常广泛的应用。为了提高吊舱推进器船舶的操纵水平,进而提高吊舱推进器船舶的动力特性,本文针对该船舶的操纵系统进行了深入的研究,并通过建立吊舱推进器船舶的操纵运动模型、海上干扰作用力模型,对吊舱推进器船舶的运动进行仿真试验,对改进该船舶的动力性能有一定指导作用。     

船舶可调桨螺距模糊PID控制器设计

针对柴油机驱动的船舶可调桨推进系统,从运动学和动力学角度建立与其适应的船桨系统、柴油机系统、调速控制系统和螺距控制系统的运动模型.同时运用模糊控制和PID控制理论,在Matlab仿真平台上设计可调桨螺距的模糊PID控制器,调试运行使之与可调桨动力性能相匹配,得到相应螺距偏差、偏差变化率和螺距控制输出量隶属度数据.通过仿真过程离线计算得到模糊控制器输出控制量查询表,从而设计完成可调桨螺距的模糊PID控制器.针对可调桨螺距控制,给定车钟指令信号和脉冲干扰信号.仿真实验结果证明,模糊PID控制器能有效避免可调桨控制跳动问题,且其控制速度、精度和灵敏度较传统PID控制器具有显著优势.