舰船环境适应性设计方法探索与实践

探索舰船环境适应性的设计方法,以提高舰船在各种复杂环境下的适应能力。分析了舰船环境适应性设计中面临的若干问题和改进提高方向,参考借鉴国内外航空航天、电子等行业成功经验,提出了指导舰船环境适应性设计的主要设计原则和工作内容。围绕改善环境条件、加强耐环境能力设计这2个方面,提出了3种环境适应性设计方法,包括基于规范的设计方法、基于环境仿真的设计方法、基于预使用验证的设计方法。根据舰船风浪环境适应性设计的特点和要求,选择采用环境仿真和模型试验技术开展了应用研究。基于分析结果,提出了增加水线面系数、调整浮心、优化线型等多项改进措施建议。采用环境仿真和模型试验相结合的方式,可有效支撑舰船风浪环境适应性设计和评估,这一方法具有较高的工程推广应用价值。另外,未来应加大环境仿真技术的研究和应用力度,尝试开展多因素综合环境仿真,以进一步提高舰船的环境适应性。     

海洋环境服役发动机腐蚀损伤分析及防护能力提升建议

通过我国航空发动机海洋环境服役过程中腐蚀情况的调研,结合文献资料,分析腐蚀防护与控制技术的应用现状,提出未来工作建议。目前海洋环境服役航空发动机的腐蚀防护与控制缺少贯穿方案论证、设计研制、使用维修等全寿命周期各阶段的综合考虑,制约解决腐蚀问题的关键技术没有突破,研制生产过程中,存在耐腐蚀性能评估不合理的问题。应开展腐蚀智能监测、识别、模拟仿真等技术的研发与应用,实现海洋环境服役发动机的腐蚀损伤监控与预警,构建发动机腐蚀环境适应性试验评价技术体系,满足新体制下装备试验鉴定工作要求。急需开展长寿命防护涂层技术、维护技术专项研究,以适应严酷海洋大气环境和航空动力装置高可靠性研制要求。     

直升机腐蚀原因分析及全寿命周期防护技术

通过直升机实际使用过程中暴露的腐蚀问题,分析了直升机全寿命期的腐蚀防护应对方法和思路。对陆地环境和海洋环境使用直升机的腐蚀情况进行了汇总,并对直升机典型腐蚀问题及改进措施进行了研究。在此基础上,进一步分析了导致直升机发生腐蚀的环境、设计、生产、制造、维护等原因,总结了直升机易腐蚀部位、腐蚀特点以及危害性。提出了采用“设计保证、生产实现、维护保持”的综合手段来提升直升机全寿命期的腐蚀防护能力。最后,对外场维护维修过程中需要重点关注的腐蚀控制手册、清洗、涂镀层修复、密封剂/缓蚀剂等问题进行了思考和分析,提出了需加快推进先进的防腐技术在直升机防腐中的应用,对有效开展直升机全寿命周期的腐蚀防护工作具有一定指导意义。     

新形势下航天装备环境试验技术的未来发展趋势

从航天装备面临的实战化考核、数字化建设和低成本控制等新形势与新要求出发,梳理了环境试验技术在航天装备试验鉴定中存在的实战化考核能力不足、全寿命周期环境效应考核不充分等技术难题,结合航天装备环境试验的国内外发展现状,系统分析了航天装备环境试验技术的未来发展趋势,试验环境综合化、试验设计一体化、试验手段数字化在提升航天装备环境试验水平、缩短装备试验周期、降低试验成本方面具有显著优势,也是航天装备环境试验未来发展的重要方向。     

榆林地区植被时空分异特征及其影响因素研究

植被作为反映陆地生态系统和气候的重要指标,对研究全球或区域生态环境变化具有重要作用。以地处黄土高原生态脆弱区的榆林市为研究区,基于地理探测器模型,选取坡向、坡度、气温、降水和土壤类型5类自然因子,土地利用类型、人口密度和GDP 3类人文因子,分析榆林地区植被空间分异特征及其驱动力,并揭示了促进植被生长影响因子的最适宜特征。结果表明,（1）研究区2000—2018年植被覆盖趋向改善,NDVI呈现增加趋势,增速为0.11/10a,2008年以后植被增长较为明显;NDVI在2018年中高等级（0.6—0.8）面积比2000年中高等级面积明显增加;中高等级集中于榆林市东部黄土丘陵区,中低等级（0.2—0.4）集中于榆林市西北部的风沙区,植被覆盖呈现东部高西北低的空间分布特征。（2）人口密度和气温因子较好地解释植被NDVI空间分异性,是影响NDVI空间分异性的主要因子,GDP、土地利用类型和坡度是次级影响因子,其他因子对NDVI空间分异存在间接影响;坡向、降水和土壤类型因子与其他自然、人文因素对植被空间分布影响存在显著性差异。（3）自然、人文因子对榆林市NDVI的影响存在交互作用,因子之间的交互...     

常规施肥对土壤水稳性团聚体镉吸附解吸特性及化学形态的影响研究

土壤团聚体是土壤颗粒的主要存在形式,对重金属在土壤中的富集和生物有效性具有重要影响。施肥方式会影响土壤团聚体的粒径分布和理化特性,但是不同粒径团聚体自身理化特性对重金属富集和赋存化学形态的影响仍缺乏系统研究。选取两种施肥处理(常规施肥和不施肥)的水稳性团聚体颗粒为研究对象,采用平衡等温法研究各粒级团聚体中镉(Cd)的吸附解吸特性和赋存化学形态,探讨施肥-团聚体理化特性-Cd吸附解吸及其赋存化学形态的内在关系。结果表明：相比未施肥处理,常规施肥处理能够显著增加大粒径团聚体(>53μm)占比及其有机质、游离氧化铁(特别是无定形氧化铁)、全氮、有效磷和速效钾含量。与未施肥处理不同,常规施肥处理原土及各粒径团聚体对Cd²⁺的吸附解吸过程符合Freundlich方程,可达到非均匀多层吸附,其中2 000—250μm粒径团聚体对Cd²⁺的吸附、固持能力最强,随着粒径的减小,对Cd²⁺的吸附、固持能力均降低,主要与其游离氧化铁(特别是无定形氧化铁)、有机质、有效磷及全氮含量呈显著正相关。随着溶液中Cd²⁺初...     

多器件联合L波段强电磁脉冲防护模块仿真设计

目的 设计针对L波段射频前端敏感器件的强电磁脉冲防护模块,利用瞬态电压抑制二极管、气体放电管和发夹型微带带通滤波器进行联合仿真设计。方法 瞬态电压抑制二极管具有快速响应时间,气体放电管具有高功率容量,而微带带通滤波器可分离噪声信号,并保留有效信号。通过结合这些器件进行防护设计,可以充分发挥各自优势,提高系统稳定性和强电磁脉冲防护能力。结果 该模块设计工作频段为1.3~ 1.7 GHz,带内插入损耗小于1.5 dB,在70 dBm功率注入的情况下,防护效果可以达到42.5 dB,具有良好的防护效果。结论 通过分析研究不同器件的特性和优化设计,实现了对L波段频谱的防护,具有重要的实用价值和广阔的应用前景。     

某海域极端环境下15万吨级FPSO波浪荷载数值研究

目的 评估在役15万吨级FPSO在某海域百年一遇极端波浪作用下典型横剖面的水动力特性,进而得到FPSO的极值荷载,作为FPSO返坞改造的关键控制参数。方法 基于国产自主三维频域线性势流软件COMPASS-WALCS,建立15万吨级FPSO湿表面网格模型,根据三维绕射-辐射理论,计算湿表面上的水动力荷载,将每个绕射单元上的水动压力直接映射到结构模型上进行计算。采用谱分析方法对百年一遇海况进行分析,得到短期运动极值响应。对响应幅值算子(RAO)和波能谱密度进行谱分析,得到极端波浪下的响应谱,进而得到浮体运动和波浪荷载短期预报各种统计值,利用统计方法求得短期响应的最大值。结果 计算了船中部Fr143横剖面的载荷极值,即垂向弯矩、垂向剪力、剖面型心加速度等,发现船舶迎浪时弯矩值最大,随着浪向角增大,弯矩值逐渐减小,剖面垂向剪力则随着浪向角增大逐渐增大。结论 FPSO在极端波浪作用下,其大迎浪角条件下荷载更加危险,需要给予格外关注。     

青岛海洋环境碳纤维复合材料与低合金钢电偶腐蚀研究

目的 探究碳纤维复合材料在舰船应用时与金属材料的电偶腐蚀问题。方法 针对一种典型舰船用碳纤维增强乙烯基树脂复合材料,在青岛海洋大气环境下开展0.5、1、1.5、2 a期的自然曝晒试验,进而采用电化学分析手段考察其与低合金钢的电偶腐蚀效应,结合老化机制探究碳纤维复合材料的老化行为对其与钢电偶腐蚀的影响。结果及结论 在青岛大气环境曝晒不同周期的复合材料试样,开路电位与低合金钢相差较大,存在较高的电偶腐蚀倾向。随曝晒时间的延长,复合材料表面微裂纹不断产生、扩展,导致电化学反应活性点增多,两者电偶电流密度随之增大。在青岛海洋大气环境下暴露2 a后,碳纤维增强乙烯基树脂复合材料与低合金钢的电偶电流为0.356 9 μA/cm²,两者的电偶腐蚀敏感性达到B级。     

西部某气田井场分离器液相管线法兰腐蚀原因分析

目的 解决西部某气田井场分离器液相出口管线法兰严重腐蚀问题。方法 通过宏观形貌观察、无损检测、化学成分分析、金相组织分析、力学性能测试、腐蚀区域微观形貌观察、腐蚀产物物相分析以及腐蚀电化学实验的方法,分析该法兰发生腐蚀的原因。结果 A105制法兰与316L制密封圈存在较强的电偶腐蚀倾向。结论 电偶腐蚀是导致法兰面严重腐蚀的主要原因,另外,液相管线停用前放空不彻底,法兰底部存在积液,导致气液界面位置叠加发生水线腐蚀。根据法兰腐蚀原因提出了针对性的防腐建议。