海洋平台主机烟气排放对直升机影响数值分析

目的确保南海A钻采平台直升机安全起降,直升机全年不可用概率控制在10%以内。方法通过Fluent软件数值模拟多工况、多风向风速下高温烟气在直升机甲板上方及周围空间的流动、温升及湍流分布规律,以CAP43-7标准所推荐直升机起飞和降落的安全原则为判定依据,分析计算温升和湍流对直升机起飞和降落的全年影响概率。结果综合得出直升机不可用概率理论值,M1工况为8%,M2工况为9%。结论模拟计算结果为平台主机烟管及直升机甲板布置方案的确定提供理论依据,为平台直升机起降操作起到指导作用。     

海上油气田钻井平台冷排放高度和风险研究

为保证直升机安全起降 ,根据大气扩散理论、海区大气环境特点和工程情况估算了某气田中心平台排放塔高度应该大于 6 5m ,子平台排放塔高度应该大于 4 5m。贫可燃浓度和 1/10贫可燃浓度在排放口附近相近 ,在排放口下风方向差别较大。     

机场LTO循环颗粒物排放量评估方法研究

为更加精确地计算机场起降循环颗粒物排放量,文章在国际民航组织提出的一阶近似方法的基础上,利用实测QAR数据,对燃油流量、工作时间以及非挥发性颗粒物排放指数进行修正;运用P_3-T_3方法,对挥发性有机颗粒物排放指数进行修正。以GE90-115B型发动机历史QAR数据为基础,计算某次飞行起降循环的颗粒物排放量。分析结果表明,相比一阶近似方法,修正方法能够更加准确地量化起降循环颗粒物排放对机场大气环境的影响,为机场的节能减排工作提供参考。     

基于本质安全和量化分析的海洋平台总体布置

海洋平台是风险防控重点和难点区域,以实现本质安全为目标,通过全面总结,对海洋平台总体布置的安全设计进行系统性归纳。同时以量化分析工具,对总体布置进行科学模拟验证,提出适合海洋平台总体布置的安全设计理念和方法,以期提高海洋平台本质安全水平。     

机场飞机起降循环污染物扩散分布研究

国际民航组织规定飞机的标准起降循环(LTO)为滑行、起飞、爬升和进近(不包括巡航阶段)4个阶段,而对机场污染产生影响的主要在起飞和降落阶段。为了计算的可行性,首先简化飞机在机场起飞降落的活动路线,分阶段计算出4个阶段对总的污染排放浓度的贡献;然后计算得出整个民航机场飞机起降循环过程的污染物扩散模型。基于此模型,用MATLAB软件对飞机在机场起飞降落过程中排放的NOx扩散分布进行仿真。     

高架桥附近交通状态对PM_(2.5)分布影响的模拟研究

为探讨不同交通状态下机动车排放PM_(2.5)在城市高架桥附近扩散过程及浓度分布的影响,文章采用标准k-ε和拉格朗日离散相方程进行数值模拟,分析交通拥堵和畅通时垂直和平行风向条件下的风场、湍流动能以及浓度场分布特征与变化规律。结果表明:街道峡谷内流线主要受高架桥物理结构和风向的影响。交通状态变化通过影响湍流动能的形式影响污染扩散,畅通状态下车流运动引起较大的湍流动能,影响范围从车流运动区域向外逐渐减弱。交通拥堵状态下PM_(2.5)排放强度大且车流运动引起的湍流动能小,街道峡谷内PM_(2.5)浓度水平整体高于交通畅通状态,不同空间区域内PM_(2.5)浓度变化幅度达5.60%～47.13%。不同交通状态下PM_(2.5)扩散分布受排放强度变化和车流引起湍流动能变化的共同影响。     

机动车尾流区CO2扩散特征的数值分析

为了研究车辆运动过程中尾流区排放污染物的扩散情况,通过CFD软件FLUENT 6.1.22TM中湍流模型和组分输运方程对单辆货车尾流区内的气流速度、湍流动能和排气管排放的CO2浓度的分布进行了模拟.通过模拟结果与风洞实验的数据对比验证了模拟结果的适用性.分析了车速,排气管出口温度和湍流动能对货车尾流区内CO2扩散过程的影响,结果表明,由于出口直径和流速相对较小,排气管射流对尾流区流场的影响不明显;在排气管出口处CO2的浓度梯度最大,且随着与车尾距离的增加浓度迅速减小;尾流区内CO2在x、y、z3个方向上的浓度变化速度均随车速的增加而增加;且在尾流区内相同位置处.车速越大CO2浓度越低;排气管出口与外部环境温差对污染物扩散的影响仅局限于距离车尾0.75倍车长范围内;湍流动能最大值出现在尾流区内,有利于CO2的稀释和扩散.     

湍流效应对雨滴表面粒子捕集过程的影响

为考察湍流运动对捕集效率的影响,本文在不同湍流强度下分别模拟了4种直径雨滴对不同粒径粒子的捕集过程,根据湍流场中粒子捕集过程的特征,通过引入碰撞概率的概念,重新定义了适用于湍流状态下捕集效率的计算公式,并在此基础上分析研究了湍流捕集效应对捕集效率的影响.结果表明,所有粒径粒子的碰撞概率分布特征都会受到背景湍流强度的影响,尤其对5μm及以下粒子影响明显.湍流捕集效应对捕集效率的影响与粒子密度和粒径直接相关与雨滴尺寸无关.     

海洋工程支持船后甲板作业风险分析和管理

"海洋工程支持船(OSV-Offshore Supply Vessel)"是海洋石油作业必不可少的辅助船舶,可用于各类平台一般物资的供应服务,既可以为平台运输液态的钻井液、酸类物质和化学物质,也可以运输包括甲板货在内的干散货等物资。由于其作业频繁和操作复杂,在实际作业中经常发生人员伤亡及财产损失事故,因此其后甲板作业安全管理一直都是被关注的要点。本文接合油田作业者对船舶后甲板装货区的要求及在实际作业中的经验总结,浅述"海洋工程支持船"为海洋工程做物资供应其后甲板的作业方法、安全风险分析及应对措施。     

海洋环境对直升机基础产品腐蚀行为影响研究

目的 研究螺栓、卡箍等直升机基础产品在海洋大气环境下腐蚀和力学性能随时间的变化规律,采用结构模拟连接件,验证直升机防护体系对基础产品的防护效果。方法 通过将螺栓、卡箍和连接件在外场暴露不同时间,在此期间定期对试验件表面状态和力学性能进行测试,分析海洋环境对直升机基础差的影响和机上防护方法的可靠性。结果 经过2a腐蚀后,螺栓表面发生了明显的腐蚀,但是腐蚀深度不大,抗拉强度维持在18.3 MPa,剪切强度从27.99 MPa下降到26.52 MPa。卡箍发生了腐蚀,橡胶材料老化严重,推出力降低80%,基本丧失锁紧性能。有涂层保护的典型连接件,表面厚度为66 mm,色差为0.3,光泽度变化1%,各项参数与未暴露时相比变化不大。结论 在海洋大气环境下,螺栓、卡箍等在未采取防护措施的情况下不建议使用,机上采用的防护措施有效,可对基体起到很好的保护作用。     

仿生腿式地形自适应起落架构型与动力学分析

针对垂直起降飞行器在复杂地形环境下实现平稳着陆的难题,利用仿生学设计理念,以无人直升机为对象,设计了一种基于多连杆机构设计的仿生腿式起落架系统。通过对腿部机构进行运动学分析和动力学分析,建立相关模型,在此基础上,进行仿生腿式起落架的运动控制。首先,从无人直升机的着陆稳定性和承载能力出发,对仿生腿式起落架机械构型进行分析,并介绍了腿部各部分结构。然后,针对仿生腿腿部结构,通过几何法完成对腿部正运动学和逆运动学的求解,建立足端位置与驱动关节角度之间的映射关系。最后,基于运动学模型及四连杆运动学特性,对机体和单腿进行了动力学分析,并建模。通过建立的运动学和动力学模型,结合设计的起落架结构,完成动力学仿真,实现了仿生腿式起落架在复杂地形环境下的平稳着陆,验证了结构的合理性和模型的准确性。     

单机寿命监控中飞行时间的确定方法及影响研究

对飞机实际的飞行时间判断正确与否将直接影响到对飞机损伤量的计算。对两种飞行时间确定方法进行了对比,分析表明,通过发动机转速同时结合地速为判断准则,可以更为准确地从飞行参数数据中提取飞行时间。评估了8种机型损伤量的计算结果,对比表明,对于经常使用加力状态起飞的飞机或起降性能一般的飞机来说,飞行时间上的变化会对损伤量的计算值产生较大影响。     

民航飞机起飞过程气态污染物排放特征分析

民航飞机在起飞过程中发动机推力高、耗油量大,并且飞行高度低,由其排放的污染物对局地空气质量和人体健康存在较大影响.选择B737-800作为典型机型,通过对飞机性能参数的模拟,精确计算了其在全推力和减推力等多种方式下起飞离场爬升至1 000 m高度过程中NO_x、CO、HC和SO_2的排放量,并与ICAO基准模型估算结果进行对比.结果表明,NO_x是排放量最大的污染物.其中,全推力起飞过程4种污染物的排放量分别为4.849、0.062、0.031和0.229 kg.减推力起飞方式下,选择更高的灵活温度后,NO_x和CO排放量分别降低和升高,HC和SO2排放量变化不大.经过对比发现,ICAO的基准排放模型,对4种污染物的估算结果存在较大偏差.与机动车相比,单次全推力起飞过程与一辆小客车行驶9 508 km的NO_x排放量相当.精确计算方法为准确估算机场区域飞机污染排放清单提供基础.     

基于QAR数据的飞机全航段黑碳排放量计算与分析

黑碳气溶胶是航空发动机运行过程中产生的一种主要颗粒污染物.为评估飞机全航段的黑碳排放特性,在一阶近似方法（FOA）的基础上,提出一种基于黑碳形成和氧化过程的形成氧化法（FOX）.使用GE90-115B型发动机历史QAR数据进行实例分析,结合QAR数据中燃油流量、空气燃料比、燃烧室入口温度、主燃区火焰温度等热力学参数,计算某次飞行全航段的黑碳排放量.结果表明,形成氧化法的计算结果高于一阶近似方法,巡航阶段的总排放量高于起飞着陆循环.分析表明,结合实际飞行数据的形成氧化法,考虑了发动机的性能差异、燃烧品质及外界环境条件对排放特性的影响,能够更加真实有效地评估飞机全航段的黑碳排放量,为飞机排放监测及排放的适航符合性验证等效替代提供更加准确的依据.     

航空器场面滑行污染物排放计算研究

分析了航空器发动机排放污染物种类,介绍了标准起飞着陆循环(LTO)与航空器全发滑行方式下油耗与排放计算模型,建立了单发滑行、牵引滑行、APU电力驱动滑行3种滑行方式的油耗与排放计算模型.采用油耗与排放修正模型,对航空器场面滑行阶段因外界温度、气压、湿度等因素造成的油耗系数与排放系数改变进行修正.以上海虹桥机场为例,计算了不同滑行方式下各机型污染物气体排放量.计算结果表明:采用单发滑行与APU电力驱动滑行可降低航空器场面滑行阶段HC、CO和NOx的排放量,牵引滑行对NO_x的排放影响不大,但可明显降低HC、CO的排放量.     

考虑艇身弹性的起落装置着陆仿真分析

目的研究软式飞艇着陆时,艇身弹性对起落装置的影响。方法建立软式飞艇艇身和起落装置的等效模型,并在LMS仿真平台中建立虚拟样机,仿真出考虑艇身弹性时起落装置着陆的动态响应。结果仿真结果显示出弹性艇身能够起到吸收和耗散能量的作用,减轻着陆时起落装置的过载和回弹次数。结论艇身弹性可以降低起落装置载荷,延长起落装置寿命,增加飞艇的安全性。     

基于光纤传感探测的直升机修理异常振动源定位研究

目的 针对直升机异常振动故障排除,对振动源进行检测,并分析振源频谱,准确定位异常振动源,指导振动源调整,并对调整情况进行检测,提升直升机异常振动排故效率。方法 结合光纤传感器的振动检测特性应用分析,开发一套基于光纤传感探测的直升机修理异常振动源定位系统,实现直升机的振动源动态监控。结果 识别了直升机的主要振动源,分析统计了振动源频率,梳理了直升机试车、试飞典型振动故障,研究了光纤振动传感器感知被测量的实时调制方法和信号调制的光波解调方法,结合应用需求对市场上成熟的分布式光纤传感系统进行了优化设计,采用深度学习技术,对后端数据处理平台软件进行了重新设计。结论 通过有针对性地创建识别模型库,并对模型库进行实际样本训练,模型准确率可达到66.37%。     

旋翼结冰对直升机悬停性能影响的数值分析

目的 研究旋翼结冰对直升机悬停性能的影响。方法 选取具有充分试验数据的UH-1H直升机为算例,采用Fluent计算旋翼流场,将收敛后的流场文件导入Fensap-ICE中进行水滴撞击和结冰计算,得到结冰后的旋翼外形后,再采用Fluent计算旋翼流场,从而分析旋翼结冰对直升机悬停性能的影响。结果 通过改变结冰条件,分析了不同结冰条件对直升机悬停效率的影响,表明旋翼结冰会显著降低直升机的悬停效率,且随着结冰时间、水滴平均直径(MVD)和液态水含量(LWC)的增大,直升机的悬停效率逐渐降低。结论 不同结冰条件对直升机悬停效率下降趋势的影响不同,随着结冰时间的增大,悬停效率基本呈线性下降,而随着MVD和LWC的增大,悬停效率的下降趋势逐渐变缓,下降幅度逐渐减小。