船舶卫生单元舱室设计

船舶卫生单元是近年来船舶内装迅速扩大应用的一种新型产品,船舶卫生间的设计要考虑符合规则规范要求、管路、电器、通风各专业要求。本文就船舶卫生间的基本设施、管路、通风、电器等设计进行了简要介绍。     

虚拟环境下的管路布局与装配仿真系统关键技术

针对航空、航天、船舶、汽车等行业广泛存在的管路系统,为了解决管路布局数据繁琐、布局复杂的特点,提出了一种在虚拟环境下基于可控模型的管路布局与装配仿真方法.为了实现导管模型的可控性,建立了基于控制点描述的导管模型,该模型数据量小,操作快速方便,拟实性高,易于重复修改.提出了普通管和悬置管两种布局方式,以满足不同的布局要求,并将布局工作与装配过程仿真紧密结合,提高了布局方案的可实施性.开发了原型系统并对提出的方法进行了验证.     

船舶管路智能布局优化设计

针对复杂多变的船舶管路布局空间结构,建立了包括布局空间模型、障碍物模型、管路模型和布局优劣区域模型的船舶管路布局环境模型;结合船舶管路布局特点,对管路的智能布局方向指导机制进行了研究,提出了方向参数设置的参考和建议.在建立环境模型和方向指导机制的基础上,运用改进遗传算法对船舶管路进行了布局优化设计,并通过数值仿真实验验证了该方法的可行性和有效性.     

船舶管系舾装防腐研究

管路系统的设计、建造质量是衡量整船质量的重要指标。管路系统的防腐是船舶管舾装的重点之一,不仅涉及管路本身,同时会影响到与之相连接的阀门、设备及船体。进一步会影响到船舶的正常使用。该文从工程实践出发,将防腐的理论应用到工程实践中,提出了防腐措施,起到了良好的防腐效果。     

基于粒子群和蚁群算法的船舶机舱规划方法

基于粒子群算法和蚁群算法,提出了一种优化算法用于求解船舶机舱布局规划问题.船舶机舱规划问题主要包括设备布置和管路敷设.由于船舶机舱空间有限,设备和管路数量繁多,约束条件复杂,在进行具体设计过程中,需要反复多次校核修改,才能获得可行的设计方案.为了充分考虑设备布置和管路敷设设计两者之间的耦合作用,建立数学模型,从而获得全局最优的设计方案.模拟实验的结果证明,所提出的优化方法在求解船舶机舱布局规划问题中的可行性和有效性.     

海浪统计资料对船舶波浪弯矩设计值的影响

对船舶特别是超规范船舶进行结构的直接计算设计时,设计人员应合理选择船舶航行海域的海浪长期统计资料,根据船舶的装载工况及实际可能达到的航速,借用线性理论或非线性理论进行波浪弯矩的长期预报来确定设计值．文中就一艘大型集装箱船舶,按五个典型海域的海浪统计资料,对波浪弯矩及波浪合成弯矩作了长期预报计算,并与ＩＡＣＳ的统一纵强度要求ＵＲ－Ｓ１１的结果作比较和分析,给出了对船舶结构直接计算设计有指导意义的几点结论．     

双燃料集装箱船机舱通风系统设计与配置

对于液化天然气(LNG)/柴油双燃料船舶,爆炸性、可燃性或有毒性气体的意外泄露和累积对船舶、人员和设备的安全存在极大风险。为保障20 000箱LNG/柴油双燃料远洋大型集装箱船在相对狭小的机舱空间里能有效地排放危险气体,对该型船的机舱通风系统进行优化设计与配置。首先根据本质安全型机舱的要求,给出本质安全型机舱通风系统总体设计方案;然后通过耗气量和通风量分析计算,给出机舱通风容量、主机供气管路及燃气阀组单元(GVU)通风容量、发电机管路及GVU通风容量、锅炉管路及GVU通风容量以及燃气处理间通风容量的计算及风机选型;最后给出LNG燃料供给系统主机供气管路和发电机供气管路,以及相应GVU通风配置方案。分析计算表明设计和配置的通风系统既能为主要设备提供足够的空气量,又能将危险气体量控制在安全范围内,保证船舶的正常安全运行。     

船舶管路堵漏实验平台的设计

在综合分析船舶管路泄漏形式的基础上,采用模块化和并行设计方法,开发了船舶管路堵漏实验平台。该平台可以同时进行多种船舶管路泄漏故障的堵漏实验。实践表明,该平台对于提高学员对船舶管路系统的维修能力具有良好效果。     

直升机座舱空气分配管路系统设计及仿真

为保证座舱内合适的空气参数条件,实现制冷、加温和通风换气,满足全飞行包线下的指标需求,本文基于某型直升机座舱布局,开展了座舱空气分配管路系统设计及仿真研究。通过需求分析,明确设计技术指标。详细设计了座舱空气分配管路系统布局方案,并计算了供气口及分配管路尺寸参数。基于Flowmaster软件平台,建立了管路系统仿真模型,利用流量配平仿真计算,实现了管路系统的流量分配。通过与试验数据对比,供气口流量分配误差满足工程要求,验证了仿真结果的可靠性和系统方案的可行性。最后,针对直升机全飞行包线范围内管网风阻和供风口流量的变化,对技术指标进行了仿真计算校核。结果表明,所设计座舱空气分配管路系统方案合理可行,满足设计指标要求。     

船舶机舱管路布置的二次穿越算法

为简化和减少在船舶管路布置中的设计约束,降低设计复杂度,将自由空间建模方法引入管路布置中,并提出二次穿越算法.该算法通过检查管路模板与自由空间模型边界相交的次数来判断管路是连接自由空间内的端点,还是与模型发生碰撞.一旦发生碰撞,则需要对管路进行修正,以避开设备及其自由空间.该算法弥补了现有的管路智能布置算法不适应自由空间模型的问题.     

机坪供油管道工艺计算若干问题研究

机场机坪供油管道是一种特殊形式的油品输送管道,设计计算方面的研究不多。根据飞机加油自身的特点、国标和行标的规定,对机坪供油管道工艺设计中的流态、计算流量和最小可选管径进行了推导和分析,认为机坪供油管道的设计按照水力光滑区计算水力摩阻系数是可靠的。基于停机位的设置和高峰期使用机位个数之间的关系,在合理的假设下提出途泄流量的计算方法。对管网多点同时泄油的特点,用等压降法推导了同机型供油管段的流量计算式,认为一般情况下计算流量可近似取为转输流量和途泄流量之和。提出了机坪供油管道最小可选管径的计算方法,求得的最小可选管径可在选择管径时参考。     

通用性星树状油气管网布局优化模型研究

集输管网结构复杂、投资大,是油气田建设的重要组成部分,优化集输管网布局方案是油气田降低开发成本的关键之一。由于星树状管网在集输系统中被广泛使用,针对星树状管网最优布局问题,开展了星树状管网布局优化模型的研究,重点关注了集输站处理容量和集输半径的约束限制,建立了Q模型、R模型、QR模型等含有大量离散变量的混合整数线性规划的通用模型。以实际的油气田为例,运用分支定界法求解上述模型,得到各方案下的拓扑结构、集输站设施位置、中央处理设施位置等系统最优解,证明了模型与算法的正确性和可靠性。通过分级优化策略和整体优化结果的对比分析,整体求解星树状管网模型的总投资更低。提出的通用性星树状油气管网布局优化模型,可根据工程实际情况确定不同约束条件下的最优管网布局,有效指导油气田地面工程设计与建设。     

基于应变设计的长距离输送管道抗震可靠度评估方法*

根据QSY-GJX-0135-2008埋地管线穿越强震区管道应变设计方法,结合目前国内外工程可靠性设计规范,提出了一种基于应变设计的管道抗震可靠度直接计算方法。该方法综合考虑了地震荷载作用和管道材料本身材料性能的不确定性,建立了管道在地震作用下的应变极限状态方程,研究不同地震烈度下,不同管道径厚比的管道可靠度指标变化规律,给出管道可靠性评估。结果表明:管道径厚比的变化对管道的安全性有着显著影响,相同地震烈度下,管道可靠度指标随着管道径厚比的增加呈指数减小;地震烈度越高,地震效应越大,管道的可靠度指标越低;基于应变设计的管道抗震可靠度计算方法,实现了管道在地震作用下的管道可靠度定量描述,符合工程实际,能够为科学、合理地进行管道抗震设计提供一定的计算依据。     

矩形交错管道的双圆弧光滑连接弯管

空间管道广泛应用于建筑,机械,化工等工程,在管道设计中,常常需要一种矩形弯管光滑连接两轴线交错管道。探讨了这种弯管的连接特点和设计规律,得出了条件及计算公式。     

弹性/黏弹性混合管道瞬变流参数校核方法

为探究弹性管道与粘弹性管道串联混合连接的管道系统瞬变流压力波动的影响规律,设计并搭建了弹性/粘弹性串联混合管道系统瞬变流实验台,分别是镀锌钢管、镀锌钢管与聚丙烯（polypropylene,简称PPR）管混合管和镀锌钢管与聚乙烯（polyethylene,简称PE）管混合管。在不同初始流量情况下,分别对三种管道系统进行了瞬变流实验,基于实验数据,对粘弹性管道瞬变流模型结合一维拟稳态摩阻模型的参数进行校核,并提出了混合管道瞬变流参数校核方法。结果表明：使用粘弹性管道替换部分弹性管道会使得瞬变流压力波峰值衰减幅度下降,钢管/PPR混合管道相比钢管/PE混合管道具有更大的下降幅度。改变初始流量不会引起压力波相位发生改变,其对粘弹性效应产生的影响可以忽略不计。此外,应用一维拟稳态摩阻模型可以较准确地模拟混合管道瞬变流的压力波动过程,本文所提出的混合管道瞬变流参数校核方法可简便且准确地校核混合管道瞬变流参数,为工程中混合管道瞬变流的数值计算提供参考依据。     

三点间管路自动布局方法研究

针对管路布局设计中三点间管路布局问题,提出了一种基于迷宫算法的管路自动布局方法.该方法利用网格预处理,将实际管路布局空间转换到网格空间,并利用迷宫算法模拟波的传播特点,在无障碍和有障碍两种情况下寻找到满足要求的三通位置,然后结合规则引导进行回溯处理,确定满足约束条件的可行路径,经数据处理转换到管路布局空间中.基于网格预处理和改进的迷宫算法,给出三点间管路布局算法流程图.实例验证表明了该方法的有效性和可行性.     

给排水管底土层的承载力分析

管道是公路工程和城市建设的重要组成部分,合理的管底土层承载力是避免管道破坏的重要保障之一。本文把管道等效成条形基础、检查井等效成矩形或圆形基础,对管道设计通用图纸有关承载力规定的合理性进行了详细讨论,结果表明：当深度大于1m时,满足要求时的土层承载力特征值很小;对于检查井等结构物,随外径和地表单侧轮重的不同,对检查井底部土层承载力特征值的要求也是不同的,甚至会出现承载力特征值非常大的情况,这说明通用图纸规定的要求不再适用。当土层承载力不足时,应采用换填垫层的进行处理,同时应满足软弱下卧层的承载力要求。垫层会增加沉降差,且管底土层越好,垫层的增加作用越不明显。然而总的来说,管道的沉降差是非常小的,不足以造成管道损坏。根据实际情况,为最大限度避免管道破坏,同时使管道沉降、管底承载力均满足要求,本文提出了一个简单的管底土层处理原则。     

室外真空排水设计参数与计算

与传统重力排水系统相比,室外真空排水系统在地形复杂、地面起伏大、坡降小、地下水位高、环境要求高等特殊地区的运用中占有明显的优势.具有管道可随地形铺设、管道埋深浅、土方开挖量少、排水管道的管径小、流速大、所占空间小、无需设置检查井、无臭气向环境溢散等优点.通常室外真空排水系统工作压力为-55～-65kPa,主要用来克服真空接触阀的开启以及从用户终端到真空站传输污水的阻力,可将污水提升4.0～5.0m.室外真空排水系统在特殊地区的运用能从环保、投资方面解决传统重力排水系统的难题.通过分析室外真空排水系统的工作原理,采用理论计算与实验相结合的办法,推导和验证了室外真空排水系统的运行参数和技术条件.阐述了室外真空排水系统管网系统服务范围、管道的敷设形式、连接方式、弯曲半径和系统设计参数,并给出了计算方法,为进一步研究和应用该技术提供参考依据.