Объект и цель научной работы. Объектом является звено постоянного тока преобразователя частоты электропривода гребного винта, включая трансформатор и неуправляемый выпрямитель. Цель заключается в исследовании переходных и установившихся процессов трансформатора с расщепленной вторичной обмоткой и выпрями-теля, возникающих при глухом коротком замыкании (КЗ) цепи постоянного тока преобразователя частоты электро-привода гребного винта.
Материалы и методы. Исследование проводилось с использованием аналитических методов и программной среды Matlab-Simulink.
Основные результаты. Определены основные параметры переходных и установившихся процессов трансформатора с расщепленной обмоткой и выпрямителя при коротком замыкании цепи постоянного тока преобразователя частоты электропривода гребного винта. Приведены расчетные соотношения для определения тока и напряжения дуги предохранителя при его срабатывании.
Заключение. Результаты выполненного исследования позволяют установить влияние параметров трансформатора с расщепленной обмоткой на величину как переходных, так и установившихся токов короткого замыкания. Указанные результаты должны способствовать повышению обоснованности выбора диодов выпрямителя и устройств защиты от ударных токов КЗ, а также повышению надежности системы электродвижения корабля в целом.
Объект и цель научной работы. Объектом исследования является турбулентное горение бедной метановоз-душной смеси в камере сгорания двигателя. Цель работы – изучение закономерностей влияния промотирующей добав-ки водорода на режим турбулентного горения.
Материалы и методы. Математическая модель рабочего процесса двигателя основана на трехмерных уравнениях нестационарного переноса. Для определения характеристик турбулентности использовалась k-ω SST модель турбулентности.
Основные результаты. В результате проведенной работы построена диаграмма Борги – Питерса (Borghi – Peters). Показано, что добавление водорода в бедную метановоздушную смесь приводит к смещению расчетных точек из зоны, в которой фронт пламени сильно разорван турбулентными вихрями, к зоне, в которой влияние турбулентности на структуру фронта пламени слабо выражено. Получены численные значения критериев Карловица и Дамкелера, оцени-вающих влияние промотирующей добавки водорода на режим турбулентного горения в судовом поршневом двигателе внутреннего сгорания.
Заключение. Выявлено, что добавление водорода в бедную метановоздушную смесь в условиях интенсивной тур-булентности приводит к увеличению критерия Дамкелера и уменьшению критерия Карловица. При этом, чем выше концентрация водорода в метановоздушной смеси, тем сильнее проявляется выявленная закономерность. Это свиде-тельствует об увеличении скорости химических реакций во фронте пламени, в результате чего снижается негативное влияние турбулентных вихрей на фронт пламени и сгорание в двигателе становится более стабильным.
Объект и цель научной работы. Объектом исследования являются отработавшие газы (ОГ) элементов судо-вых энергетических установок (СЭУ). Цели заключаются в исследовании свойств компонентов ОГ элементов СЭУ и разработке метода выделения каждого из компонентов из общей смеси газов для снижения экологической нагрузки на окружающую среду со стороны элементов СЭУ судов торгового флота.
Материалы и методы. В качестве материалов использованы научные публикации, в той или иной мере затрагивающие тему исследования, а также пособия и справочные материалы.
Основные результаты. Проведен сравнительный, а затем системный анализ свойств ОГ, что позволило определить основные принципы реализации сепарации каждого из их компонентов наиболее эффективным образом. Это является важным этапом в разработке технологий снижения выбросов вредных веществ и парниковых газов в атмосферу.
Заключение. Сравнительный и системный анализ свойств компонентов ОГ элементов СЭУ позволяют в дальней-ших исследованиях начать разработку системы сепарации и очистки ОГ новой генерации или предложить наиболее эффективный план модернизации имеющихся систем. Теоретическая ценность исследования заключается в результа-тах сравнительного анализа по выбранным параметрам. Практическое значение итогов работы состоит в определении метода сепарации компонентов ОГ.
Объект и цель научной работы. Локальные энергетические системы, в состав которых входят плавучие энергоблоки (ПЭБ) на базе судовых реакторных установок (РУ). Обоснование экономической целесообразности ис-пользования локальных энергетических кластеров с комбинированными источниками энергии (включающих ядерное, угольное, дизельное и газовое топливо) в труднодоступных арктических регионах Российской Федерации.
Материалы и методы. Метод технико-экономического обоснования объектов энергетики.
Основные результаты. В работе определен оптимальный состав локального энергетического кластера по критерию минимальной стоимости топлива (ядерного и органического).
Заключение. Полученные результаты могут быть использованы при обосновании структуры локальных энергети-ческих систем в труднодоступных арктических регионах Российской Федерации.
Объект и цель научной работы. Объектом исследования являются математические модели, численные ме-тоды и компьютерные алгоритмы хранения и обработки геометрической информации о судовой корпусной конструк-ции в 3D. Цель работы – снижение трудоемкости разработки сборочного чертежа трубопровода в изометрическом виде за счет создания компонентов математического и программного обеспечения (ПО) обработки геометрической информации судовой корпусной конструкции.
Материалы и методы. Теоретическая часть работы выполнена на основе применения моделей, методов и алгоритмов вычислительной геометрии, используемых при построении систем обработки географических данных в геоинформационных системах. В экспериментальной и практической частях работы применяются методы программирова-ния, построения и анализа алгоритмов и программ, компьютерного исследования работы алгоритмов.
Основные результаты. Предложена методика обработки и хранения геометрических 3D данных о судовых корпусных конструкциях с применением подходов обработки данных в геоинформационных системах. На основе ука-занной методики разработано ПО определения расстояния от заданной точки до нижележащей корпусной конструкции с целью автоматического внесения этого расстояния в сборочный чертеж трубопровода.
Заключение. Разработана методика обработки и хранения геометрических 3D данных о судовых корпусных кон-струкциях в базе данных геоинформационной системы, а также алгоритм поиска из заданной в 3D точки ближайшей «видимой» корпусной панели. Разработанное математическое и программное обеспечение САПР позволяет сократить трудозатраты по оформлению изометрического сборочного чертежа судового трубопровода с указанием расстояния от палубной конструкции.
Объект и цель научной работы. Объектом являются суда ледового плавания. Цели исследования – развитие и совершенствование методов и моделей прогнозирования изменения технического состояния наружной обшивки и ледового пояса морских судов с течением времени.
Материалы и методы. Предлагаемые подходы апробированы на реальных данных, полученных в результате обработки актов замеров остаточных толщин и деформаций судов ледовых классов, эксплуатирующихся в Дальне-восточном морском бассейне.
Основные результаты. Рассмотрены модели прогнозирования изменения толщины наружной обшивки морских судов с течением времени. Показаны преимущества и недостатки линейных и нелинейных подходов, а также влияние объемов исходной информации на качество и характер прогнозов.
Заключение. Выполненное исследование показало, что применение нелинейных зависимостей позволяет с достаточ-ной для практических целей точностью прогнозировать изменение технического состояния наружной обшивки и ледового пояса судов в эксплуатации, что дает возможность планировать виды, объемы и сроки выполняемых ремонтных работ.
Объект и цель научной работы. Объектом исследования являются вязкоупругие полимерные материалы, интегрируемые в состав конструкции для повышения диссипативных характеристик. Цель работы – аналитическое описание результатов измерений вещественных и мнимых частей комплексных модулей вязкоупругих полимерных материалов.
Материалы и методы. Результаты измерений вещественных и мнимых частей комплексных модулей вязкоупругих полимерных материалов. Обобщение экспериментальных данных путем выбора аппроксимирующих функций.
Основные результаты. Показана возможность использования полиномиальных зависимостей для аналитического описания вещественных и мнимых частей комплексных модулей вязкоупругих полимерных материалов в широком температурном и частотном диапазонах.
Заключение. В работе представлен один из возможных подходов к обработке результатов измерений и аналитическому описанию вещественных и мнимых частей комплексных модулей вязкоупругих полимерных материалов.
Объект и цель научной работы. Объектом исследования является композитная оболочка как часть судового корпуса. Цель – разработка схемы проведения экспресс-оценки влияния экстремальных нагрузок, вызванных интен-сивной качкой, на запас долговечности конструкции.
Материалы и методы. Композиты на основе стеклопластика. Оценивалась малоцикловая прочность стеклопла-стиковой звукопрозрачной оболочки при слеминговых воздействиях. Рассмотрение проведено с вероятностных позиций, относящихся к количеству и интенсивности слеминговых явлений. Для получения конкретных результатов использо-валась усталостная кривая для конкретного материала.
Основные результаты. Разработана схема проведения контроля уровня накопления усталостных повреждений в композитной оболочке на основе непосредственного использования кривой усталости. Запас усталостной прочности из-за слеминговых воздействий предлагается отображать в графическом и численном видах.
Заключение. Разработана схема проведения экспресс-контроля уровня накопления усталостных повреждений в композитной оболочке при местных экстремальных воздействиях. Данная схема может быть использована для оцен-ки долговечности за счет непосредственного использования кривой усталости. Предлагаемый подход апробирован на конкретном примере судовой композитной оболочки, подверженной нагрузке от слеминга. Предлагаемая экспресс-оценка усталостной долговечности рассмотренных конструкций может быть использована и для металлических конструкций.
Объект и цель научной работы. Статья представляет собой первую из двух частей работы, посвященной исследованиям различных сторон применения и проектирования энергосберегающих устройств (ЭУ). Объектами исследования в первой части являются условия работы лопастей в неоднородном поле скоростей и характерные поля скоростей транспортных судов. Во второй части будут рассмотрены особенности проектирования наиболее популярных типов ЭУ.
Материалы и методы. Анализируются результаты опубликованных расчетных и экспериментальных исследований, посвященных обтеканию лопастей и полям скоростей в диске гребного винта (ГВ) транспортных судов. В ряде случаев вышедшие ранее материалы подвергались дополнительному анализу исходя из опыта работы Крыловского государственного научного центра (далее – Крыловский центр). Для оценок углов атаки сечений лопастей и их нагрузок при различных вариантах поля скоростей использованы экспериментальный и расчетный (панельный) метод.
Основные результаты. Рассмотрены характеристики обтекания профилей цилиндрических сечений лопастей при их обтекании с широким диапазоном углов атаки. Представлены различные варианты полей скоростей потока, натекающего на ГВ транспортных судов, включая поля скоростей судов, обтекаемых с отрывом в кормовой оконечности. Экспериментально и расчетом по вихревой теории определены диапазоны изменения углов атаки сечений лопастей и нагрузки на лопасти, что позволяет оценить необходимые меры по выравниванию натекающего на ГВ потока.
Заключение. Проведенный в первой части анализ условий работы лопастей в неоднородном поле скоростей проводился с акцентом на пропульсивные качества ГВ. Использованы как приближенные экспериментальные, так и современные расчетные методы для оценки углов атаки сечений лопастей. Показано, что диапазон изменения углов атаки для некоторых типов полей скоростей превышает ширину пологого максимума зависимости качества профилей от углов атаки, что обуславливает снижение КПД гребного винта.
Объект и цель научной работы. Объектом исследования является процесс движения погруженного тела с расположенной в носовой оконечности рубкой различной формы вблизи свободной поверхности воды. Цель состоит в определении влияния формы рубки на полное сопротивление, вертикальную подъемную силу и гидродинамический момент, действующие на тело со стороны жидкости, а также на вертикальное перемещение тела и угол дифферента при различных значениях чисел Фруда.
Материалы и методы. Материалом для проведения исследований является методика моделирования, технологии и результаты модельных экспериментов в опытовом бассейне. Численное моделирование выполнено с помощью программного комплекса ANSYS.
Основные результаты. Проведено экспериментально-теоретическое исследование влияния формы рубки, расположенной в носовой оконечности погруженного тела, на его гидродинамические характеристики и параметры движения на малом заглублении.
Заключение. Полученные результаты полезны для стабилизации движения в горизонтальной плоскости погруженного тела, имеющего выступающую часть в виде рубки крыловидной или лимузинной формы в зависимости от его скорости и величины заглубления.