国家教育部博士点基金(20116102110009)
- 作品数：11 被引量：91H指数：6
- 相关作者：宋保维毛昭勇赵晓哲田文龙丁文俊更多>>
- 相关机构：西北工业大学中国人民解放军海军大连舰艇学院海军大连舰艇学院更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理电气工程兵器科学与技术交通运输工程更多>>
- 浅水域探测型无人水下航行器海洋动能发电装置特性研究被引量：8
- 2014年
- 为了解决浅水域探测型无人水下航行器探测模块长时连续工作时对能源的需求,设计了基于海洋动能的晃动发电装置,根据拉格朗日方程建立了航行器与晃动摆耦合的运动方程,最后根据简化的运动方程,采用龙格库塔方法求解并分析了影响晃动发电性能的因素,研究了不同海况下航行器运动幅度、周期、摆长、质量、转动惯量等参数以及不同运动耦合对发电性能的影响。在2级海况下,最佳电机阻尼系数为5.4N·m·s/rad,3种激励运动耦合时发电装置平均功率能够达到0.5W。研究分析表明,提出的基于海洋动能发电装置模型是合理可行的,在一般海况下,能够满足探测模块的能源需求,同时发现运动幅度、周期、摆长、质量以及耦合横摇运动对发电性能影响较大,转动惯量以及耦合垂荡运动对其影响较小。研究结果为后期晃动发电机的研制、工程试验及优化,提供了一定的理论基础与借鉴。
- 丁文俊宋保维毛昭勇赵晓哲
- 关键词：发电水下航行器
- 水下航行器垂直轴海流发电装置叶轮特性的数值仿真被引量：7
- 2013年
- 为了探索、解决水下航行器能源补给问题,设计了一种用于水下航行器的垂直轴海流发电装置,并利用二维非定常流体力学计算研究了不同尖速比下叶片截面翼型、叶片弦长、叶轮阻塞度等结构参数对叶轮受力和功率输出特性的影响。计算时基于了雷诺时均N-S方程,湍流模型采用重整化群的k-ε模型,计算域网格用GAMBIT软件将其划分成静止域和旋转域两部分,并通过滑移网格技术实现了静止域和旋转域的相对转动。计算结果表明:叶片厚度增加,叶轮在较小尖速比下可获得更高的扭矩峰值和捕获功率峰值;叶轮阻塞度对叶轮输出影响显著;采用NACA0015翼型的叶轮,当水流速为0.5m/s、尖速比为2、叶轮阻塞度为0.266 5、叶片弦长为150mm、叶片展长为1m时,最大平均捕获功率约为25W。该结果可为水下航行器发电装置的受力和功率输出特性研究提供参考。
- 田文龙宋保维毛昭勇刘郑国
- 关键词：水下航行器计算流体力学
- 水下磁谐振式电能传输最大效率追踪方法被引量：2
- 2017年
- 磁谐振式电能传输系统在海水中工作时电磁波受到海水强烈的衰减导致输出功率较低。同时,由于发射和吸收端的阻抗不匹配导致部分能量被吸收端反射进而被海水衰减,造成效率的进一步降低。为了提高系统的传输效率和减小能量损失,本文提出了一种输出稳定型最大效率追踪方法,不仅实现了最大效率追踪,还保证了在一定条件下传输效率的稳定,保护了负载。本文运用仿真软件建立模型,对该方法进行了仿真验证;设计并制作了一个谐振耦合传输装置,通过实验研究证明了该方法对水下电磁谐振电能传输系统效率有显著提高作用。
- 康乐胡欲立郑唯
- 关键词：无线电能传输阻抗匹配
- 基于波浪能的海洋浮标发电系统被引量：32
- 2012年
- 波浪能是一种新型的清洁能源,近几年提出多种对波浪能进行开发的方案,但大多都是在波浪和发电机之间加入转化装置,这样效率低,成本高。为简化波能转化装置,提高波浪能的利用率,降低波能转化装置的成本,设计一套基于波浪能的海洋浮标发电系统,可以直接将波浪能转化为电能。详细叙述海洋浮标发电系统方案设计;并对海洋浮标进行运动建模和参数推导分析;基于Matlab对发电机在不同海况下进行仿真,得到空载电压波形,根据波形理论分析出影响发电机性能的主要因素为波高和频率。理论分析及仿真结果可以指导导磁结构的圆筒型直线发电机的理论研究,并为基于波浪能的海洋浮标发电系统的工程应用提供依据。
- 宋保维丁文俊毛昭勇
- 关键词：波浪能海洋浮标波浪发电
- 基于Copula函数的系统可靠性冗余优化被引量：5
- 2014年
- 针对系统可靠性冗余优化设计中冗余部件间可靠性的相关性经常被忽略而导致优化结果与工程实际有差距的问题,利用Copula连接函数中的Gumbel Copula函数来描述这些相关性,并根据相关性对冗余优化模型进行了改进.针对模型的求解方法,选用GAG1启发式算法,并根据Gumbel Copula函数对其中的敏感因子进行了修正.算例结果表明了改进方法的全面性、可行性.
- 赵志草宋保维赵晓哲冯建伟
- 关键词：ITCOPULA函数
- 浅水域探测型无人水下航行器波浪能发电系统设计被引量：13
- 2015年
- 为了实现浅水域探测型无人水下航行器(Unmanned underwater vehicle,UUV)探测设备水下长时间工作,提出波浪能发电系统,可以将近水面的波浪能收集转化为电能。详细叙述永磁发电机的原理结构及设计参数;根据Lagrange方程建立系统的数学模型;采用Runge-Kutta方法求解简化的运动方程,研究不同海况条件下对发电性能的影响。研究结果表明提出的波浪能发电系统是合理可行的,在一般海况下,能够满足探测设备的能源需求。同时表明频率与幅度以及耦合横摇对发电性能影响比较大,而耦合垂荡对其影响基本可以忽略。研究结果将为后期波浪能发电系统的工程试验提供一定的理论依据。
- 丁文俊宋保维毛昭勇赵晓哲
- 关键词：波浪能永磁发电机UNDERWATER
- 水下磁谐振式无线电能传输系统的分析与设计被引量：11
- 2015年
- 针对水下供电技术中传统接触式密封插头容易在使用中发生磨损导致漏电的问题,基于磁谐振式无线电能传输原理建立了磁谐振式三线圈互感耦合模型。该模型由发射线圈、接收线圈和负载线圈3部分组成,独立的接收线圈具有较高的品质因数,负载线圈单匝绕制有效降低内阻损耗,克服了传统两线圈模型传输性能差和四线圈模型耦合次数多的缺点,提高了传输功率和效率。对海水中高频电磁波的传播特性进行了分析,进一步探究了海水中模型传输功率和效率与三线圈之间传输距离的关系。设计了一个三线圈磁谐振式无线电能传输样机,实验结果表明,在海水中传输距离为12cm时,传输效率可达60%,验证了所提方法的有效性。研究可为今后水下谐振式能量传输技术的应用和优化提供理论支持。
- 康乐胡欲立张克涵
- 关键词：最大功率
- 可控翼混合驱动水下滑翔机运动性能研究被引量：8
- 2013年
- 提出了一种可控翼混合驱动水下滑翔机的概念,借助独立控制的左右滑翔翼和螺旋桨推进器,该滑翔机能够实现高效率滑翔推进和高机动性螺旋桨推进2种推进方式,可有效解决现有水下滑翔机或推进效率低或机动性差的问题。为了研究该滑翔机的运动性能,基于Newton-Euler法建立了六自由度运动数学模型。通过求解稳态滑翔运动平衡方程,定量分析了可控翼翻转角对滑翔机滑翔性能的影响。根据六自由度动力学模型,对该滑翔机的滑翔运动和螺旋桨推进运动进行了仿真研究,仿真结果表明可控翼混合驱动水下滑翔机相比常规水下滑翔机有较高的航行性能。
- 田文龙宋保维刘郑国
- 关键词：运动性能动力学建模
- 水下仿生扑翼推进性能分析被引量：5
- 2013年
- 为了探索水下仿生扑翼的推进机理,研究水下扑翼推力及推进效率的特性,建立了二自由度水下扑翼运动模型及水下扑翼推进效率估算方法。采用计算流体力学的方法,利用动网格技术处理运动边界问题,基于Realizable k-ω湍流模型对水下扑翼运动的非定常水动力性能进行了数值计算。通过对多种运动工况下水下扑翼推进性能数值计算的结果分析,阐述了水下扑翼推力产生的机理,得到了扑动频率、上下拍动幅度、翻转幅度等扑翼运动参数对扑翼推力的影响关系,给出了水下扑翼推进效率随运动参数的变化曲线及最佳推进效率点,为水下扑翼推进技术的研究和发展提供了重要参考。
- 丁浩宋保维田文龙
- 关键词：动网格推力
- 单元寿命服从任意分布的共载并联系统可靠性被引量：2
- 2014年
- 在共载并联系统可靠性分析的基础上,根据条件概率及全概率理论,将系统各单元在各载荷阶段的寿命过程通过等效累积失效概率模型折合到后续寿命过程中,给出任意寿命分布下的共载并联系统可靠性模型通式.然后分析其求解方法,建立系统可靠度的蒙特卡罗仿真方法.为满足工程需要,提出系统可靠度的上下界法.算例证明了模型及算法的通用性、可行性.
- 赵志草宋保维赵晓哲杜喜昭
- 关键词：可靠性载荷蒙特卡罗方法上下界
