深海载人平台密闭舱室气流组织数值模拟

基于计算流体力学方法,采用Fluent软件对深海载人平台密闭舱室气流组织进行数值模拟,分析不同气流组织形式下舱内空气温度和速度的分布规律,结果表明:在舱室热源较大且分布不均的特殊条件下,双侧外送风气流组织形式不能满足要求;采取分布散流器送风形式时,平送风与下送风相结合的形式优于单纯采取平送风或下送风形式。     

深海载人平台舱室热特性的仿真与优化

建立深海载人平台空调舱室传热过程的数学模型和Matlab仿真程序,分析典型航行工况下舱室隔热层厚度、空调设计风量及开启时长、舱内平均风速和舱内蓄热体蓄热能力4方面因素对舱内温度的影响,并根据计算结果提出优化建议。结果表明:通过调整隔热层的厚度可将定深作业阶段的舱内温度稳定在人员舒适范围,避免空调长时间运行;合理选择空调设计风量和下潜阶段的开启时长,既可以起到节能降噪的作用,又可以保证温度不超出允许范围;舱内平均风速的变化对舱内温度影响不大;增加舱内蓄热体总热容和传热面积可以减小舱内温度波动。     

变风量空调典型舱室气流组织数值模拟

文章建立了三种典型舱室的物理模型,在变风量空调系统不同运行工况下,进行了舱室气流组织数值模拟分析研究,模拟分析结果表明,采用贴顶射流上送风、下回风方式符合变风量空调舱室舒适性气流分布的要求。     

舰船典型舱室气流组织数值模拟

针对舰船舱室空调系统的末端形式不同于民用建筑空调系统末端形式的特点,提出对采用布风器方式的舰船舱室的气流组织形式进行研究。采用计算流体动力学(CFD)技术,建立实船典型两人舱室的数值试验模型,根据舰船的实际边界条件对该舱室夏季设计工况和冬季设计工况下的气流组织进行数值模拟计算,并对典型截面的速度场及温度场进行分析。模拟结果表明:在夏季设计工况下,虽然布风器周围风速较高、温度较低,但舱内人员活动区域速度场分布较均匀,舱内风速小于0.3 m/s,温度场分布也较为均匀,温度约为26～27 ℃;在冬季设计工况下,除布风器周围风速较高、温度较高外,舱室大部分区域风速较低,小于0.2 m/s,温度约为20 ℃。无论是夏季还是冬季设计工况,采用布风器末端形式的典型两人舱室人员活动区域内的气流速度及温度均满足舒适性标准要求,结果验证了该典型舱室空调系统布置的合理性。

     

深海载人平台舱室热特性的仿真与优化研究

建立了深海载人平台空调舱室传热过程的数学模型和MATLAB仿真程序,分析了典型航行工况下舱室隔热层厚度、空调设计风量及开启时长、舱内平均风速和舱内蓄热体蓄热能力4方面因素对舱内温度的影响,并根据计算结果提出优化建议。结果表明：通过调整隔热层的厚度可将定深作业阶段的舱内温度稳定在人员舒适范围,避免空调长时间运行;合理选择空调设计风量和下潜阶段的开启时长,既可以起到节能降噪的作用,又可以保证温度不超出允许范围;舱内平均风速的变化对舱内温度影响不大;增加舱内蓄热体总热容和传热面积,可以减小舱内温度波动。     

深海载人舱室风机盘管系统仿真

文章对深海载人舱室风机盘管系统进行仿真研究,计算不同控制策略下舱内温湿度的变化,以及不同工况下风机盘管系统性能。结果表明：综合控制便利性和节能因素,应以大小舱室混合回风温度为控制对象;通过调节送风比例能够实现对小舱室的独立控温;当外界环境温度升高时,应适当增大风量及提高舱室的控制温度,以延长风机盘管系统的有效工作时间;空调系统制冷模式由风机盘管模式转为机械压缩制冷模式应以冷却水进口温度为切换点,且上限不高于14℃。     

舰船密闭舱室火灾模拟及防火设计

对舰船内部密闭舱室这一典型结构的火灾及火灾安全设计进行研究，并对密闭舱室内火灾发生后的蔓延情况进行了模拟计算，得出其火灾蔓延规律，总结出该类型结构的防火设计应该注意的方面，其结论能够对舰船内部密闭舱室及类似结构的防火设计起到帮助作用。     

深海载人平台逃逸舱气流速度与二氧化碳浓度 数值模拟

摘 要：本文基于计算流体力学方法,利用Fluent软件对深海载人平台逃逸舱气流速度与二氧化碳浓度进行数值模拟,研究了不同送风形式和送风参数对舱内空气速度和二氧化碳浓度分布的影响。分析舱内气流速度表明,散流器送风结果明显优于圆形口送风;减小散流器喉部直径有利于舱内气流均匀,但仍有部分区域气流速度较低;增大风量能减小低流速比例,但相应增加了吹风感。分析舱内二氧化碳浓度表明,增大风量对二氧化碳浓度影响不大,却增加了吹风感。根据数值模拟结果最终得出了在空间等设计条件限值下的较优工况。     

舰船典型舱室气流组织数值模拟

  目的  为比较不同送风方案对居住舱室空气环境的影响,  方法  采用计算流体力学技术对四人居住舱室内的空气环境舒适性进行数值研究。分析气流组织分布的评价指标,对夏季工况下舱室模型的风速、温度、相对湿度、PMV值和CO₂浓度进行模拟计算。通过对比不同送风方案的模拟结果,研究送风角度、送风温度和送风量对舱室内气流组织热舒适性及空气品质的影响。  结果  研究结果表明：送风角度分别取30°和45°时对模拟结果影响较小;降低送风温度并减小送风量虽然会导致舱室内空气湿度相对较小、CO₂浓度较高,但均可满足设计要求,且综合考虑气流组织的评价指标,研究的方案能提高舱室气流组织热舒适性。  结论  \t\t 研究结果对居住舱室送风口布置具有一定的指导意义。     

深海载人平台二氧化碳清除技术发展现状及趋势

梳理目前应用在海洋载人领域中的二氧化碳清除技术,指出深海载人平台二氧化碳清除技术的发展趋势。根据某深海载人平台特点,研制了一型二氧化碳吸收装置样机,开展了密闭舱温湿度不受控性能试验。试验结果表明,该设计方案完全满足平台应用需求,可为该类平台内二氧化碳清除设备的设计和使用提供技术支撑。     

大型邮轮典型舱室气流分布及污染物传播数值模拟

本文基于计算流体力学(CFD)方法,采用RNG k-ε湍流方程,对大型邮轮典型4人舱室气流分布及污染物传播进行数值模拟研究.对比4种典型气流组织形式下舱内气流分布性能的优劣,以及人员进行一次咳嗽后液滴在空气中的传播规律.研究表明:散流器上送上回的气流形式气流性能较优,ADPI接近90％,而下送上回的置换通风模式能量利用...     

舰船密闭舱室空气净化系统数学模型及其分析

通过建立舰船密闭舱室内有害气体净化的数学模型,分析了三种主要有害气体在不同净化方式下的浓度-时间变化关系.确定了不同工况下,舰船密闭舱室有害气体净化的最有效方式及运行时间.     

船艇机舱空气流场数值模拟研究

某船艇机舱温度过高,影响到乘员的健康与动力装置的动力性能.因此,对舱内空气流场研究十分必要.建立了机舱几何模型以及舱内空气流动的数学模型,采用k-ε方程湍流模型对舱内的湍流流动进行描述,对机舱内空气的速度场和温度场进行了三维数值模拟与分析,并对温度场的模拟结果进行了实验验证.验证结果表明,模拟值与测试值最大相对误差为9.2%,其精度能够满足工程需要,该数值模拟方法可用于机舱内空气流动的分析研究.     

沉浸式载人深潜器布放交互仿真系统

针对现有载人深潜技术培训中采用实艇培训的风险大、成本高、培训周期长以及缺乏宣传教育平台的现状,开发载人深潜器布放回收的三维交互仿真系统。采用3ds Max创建支持母船、深潜器以及A型架等结构的三维模型,利用Unity3D引擎实现深潜器布放回收过程的操纵交互,提出驱动A型架旋转的液压杆运动数学模型以及头盔视线碰撞检测代替鼠标悬停的物体拣选方法,最终采用虚拟现实头盔作为视景显示方式,逼真的模拟深潜器布放回收的整个过程。该仿真系统具有可交互性和高度沉浸感,可作为深潜器布放操作人员的培训系统以及深潜技术的宣传教育平台。     

沉浸式载人深潜器布放交互仿真系统

针对现有载人深潜技术培训中采用实艇培训的风险大、成本高、培训周期长以及缺乏宣传教育平台的现状,开发载人深潜器布放回收的三维交互仿真系统.采用3ds Max创建支持母船、深潜器以及A型架等结构的三维模型,利用Unity3D引擎实现深潜器布放回收过程的操纵交互,提出驱动A型架旋转的液压杆运动数学模型以及头盔视线碰撞检测代替鼠标悬停的物体拣选方法,最终采用虚拟现实头盔作为视景显示方式,逼真的模拟深潜器布放回收的整个过程.该仿真系统具有可交互性和高度沉浸感,可作为深潜器布放操作人员的培训系统以及深潜技术的宣传教育平台.     

潜水器载人舱的不确定性测度计算方法研究

本文研究状态函数中存在概率数和证据数的混合状态下的系统不确定性分析方法问题,用于解决在产品实现过程中部分信息的认知不足。传统概率分析方法无法建立认知不确定信息模型,无法反映产品在实现过程中不确定性影响的问题。本文将证据理论不确定度分析方法融入传统JC算法,在计算随机变量迭代时开展认知变量极值计算,进而可以处理随机和认知不确定性变量同时存在时的混合不确定性问题。本文建立了4500 m载人潜水器载人舱不确定度分析模型,基于改进JC算法计算得到载人舱失效似然性测度和失效可信性测度值,同时采用实验设计法对影响载人舱不确定性测度的因素进行分析,分析表明测度影响较大的因素是真球度和极限拉伸强度,测度对真球度和厚度两个因素的单位数量变化比较敏感。     

Investigation on fatigue characteristics of transparent submersible manned cabin structure

Fatigue life prediction of transparent submersible manned cabin (TSMC) structure is investigated. Firstly, a simplified mechanical model of a cylindrical shell-hemispherical shell (CS-HS) structure is established, and the strength characteristic of the TSMC structure is gained, as well as deflections and displacements are obtained by solving the model with the non-moment theory and moment theory. Secondly, the load history of the TSMC structure is analyzed, and the load spectrum of this structure is got by analyzing and fitting the existing diving data. Finally, a method of nonlinear virtual interval division technique for the load spectrum is first presented. The predicted results have excellent agreement with the experimental data. The results show that the working depth of the large-deep deep manned cabins is within the range of 0 m–500 m, while the load history is composed of the submersible loading-uploading-unloading and payload-uplifting-unloading. In addition, the load spectrum shows that the number of dives is within the range from 299.7 m to 432.9 m. The proposed model can efficiently provide a guideline of the design and manufacturing of the transparent submersible manned cabin structure.     

基于环向裂纹法的气垫平台破冰载荷数值模拟

气垫船因其独特的船体构造能适应冰面、水面、陆地等多种环境,也可以很好地完成运送物资、救援、破冰等任务.设计气垫破冰船或者破冰平台时,冰载荷预报对于总体和船身结构安全十分重要.本文利用理想化破冰假设,基于环向裂纹法求解气垫平台在低速下在全冰面上破冰过程中所受的冰力;基于直径为50 m的气垫平台在不同气垫压力的情况下进行破冰过程的数值模拟,得到了在低速下不同气垫压力大小时的冰力时历图.通过分析冰力时历图,可认为气垫压力会通过影响气腔高度以及气腔扩散半径来影响气垫平台低速破冰时的冰力,且当气腔扩散半径等于冰碎裂半径时,冰力达到最小值.     

深海潜水器运动操纵仿真研究

为研究深海潜水器水下运动特性,对某深潜器水下空间运动开展仿真研究。本文给出了深海潜水器六自由度运动方程,基于C++自编程序解算潜水器运动方程,MFC对话框显示潜器重要参数,完成了深海潜水器运动仿真软件的开发,并对回转运动以及定深下的回转运动进行仿真研究。研究结果表明：该深潜器具备良好的空间机动性,由于外形上下不对称而导致产生向上的微弱水动力特性;定深状态下的回转直径相对较小,反映出垂向诱导水动力对回转直径的干扰影响,通过定深控制可保证深潜器能够较好地完成水平面回转运动作业。