国内外轮机模拟器的发展及对比研究

本文结合国际上知名的挪威NORCON公司研发的轮机模拟器和国内大连海事大学自主研发的最先进的轮机模拟器的特点及其差异,论述了轮机模拟器的历史、现状,并分析了国内外轮机模拟器的发展规模和研究水平以及发展趋势。     

嵌入式油船排油监控系统的设计

以基于ARM Cortex^(TM)-M3内核的STM32F107VCT6微处理器为硬件平台,将μC/OS-II嵌入式实时操作系统移植到微处理器之上,搭建了系统软件开发平台,开发出排油监控系统控制器,集数据采集、GPS定位、分析计算、指令执行、数据存储、记录打印等功能于一体。给出了控制单元具体的软硬件实现方法,在.Net开发环境下利用Visual C#编程语言完成计算机监控软件的构建,实现了与控制单元的通信。在油船货油装卸模拟系统的运行结果表明,该排油监控系统可满足国际海事组织(IMO)关于油船排油监控系统的有关要求。     

大型低速柴油机性能预测动态模型

性能预测模型及其仿真是柴油机设计、电控和故障诊断研究的重要手段。容积法模型能准确反映缸内压力的变化,但计算耗时长。它具有动态仿真的能力,一般应用于稳态仿真。通过对缸内工作过程和涡轮增压器模型的简化,结合曲柄连杆机构动力学模型,建立了以容积法为基础的涡轮增压多缸柴油机动态模型。缸内工作过程以曲轴转角为计算单位,其他部分以时间为计算单位。模型可观测瞬态过程中各主要参数的变化。以6S60MC型船用柴油主机为例,用MATLAB/SIMULINK实现仿真模型,在XEON3.0G工作站进行仿真。仿真结果显示,模型数据与台架试验数据吻合良好,仿真300 s耗时245.4 s,满足实时仿真的要求。     

变厚度薄膜型声学超材料单胞的隔声性能数值研究

在船舶舱室中,结构振动引起的噪声有着低频、宽带的特点。常规的低频噪声,其隔声控制受到质量定律的约束,需要更为质密宽厚的材料。而基于一定设计的薄膜型声学超材料是一种单胞在几何尺寸上远小于声波波长的周期性材料,可以在某些低频频段下实现完全隔声。以往研究多讨论了等厚度的薄膜,对表面形状也呈周期性变化的变厚度薄膜研究甚少。本文利用商用有限元软件Ansys和Virtual. Lab Acoustic数值计算变厚度薄膜型声学超材料单胞的工作频率,并模拟单胞的驻波管实验。研究了变厚度薄膜型声学超材料单胞隔声性能随结构参数(包括质量块质量、薄膜厚度以及薄膜张力)的变化规律,为薄膜型声学超材料在船舶降噪方面的设计与应用提供参考依据。     

对转螺旋桨的结构原理及特点分析

本文对目前实船应用的三种对转螺旋桨系统的结构原理和特点进行了简要的分析.并对它们的应用现状和发展趋势谈了作者的看法.     

液化天然气船汽轮机推进系统建模与仿真

建立合理准确的液化天然气(LNG)船汽轮机推进系统数学模型与实时仿真,是研制LNG特种船轮机仿真系统的核心和关键.采用模块化建模方法和集中参数处理技术,以上海沪东中华造船厂建造的LNG船汽轮机推进系统为仿真对象,建立了LNG船汽轮机推进系统的实时仿真模块化数学模型;并进行了实时仿真试验.仿真结果与设计数据和部分试航数据进行了比较,结果表明模型具有较好的稳态精度和动态响应特性与实时性,适合于LNG特种船推进系统的实时仿真要求.目前此模型已成功应用于LNG特种船轮机仿真系统.     

船用低速柴油机变工况性能预测

为提高容积法柴油机模型在全工况范围的准确性,使用非线性最小二乘法得到台架试验各种工况点的燃烧参数.通过非线性多元回归分析得到燃烧参数的回归模型,用回归模型代替传统的插值法计算柴油机变工况燃烧过程.仿真实验表明改进的容积法模型能准确地预测柴油机在变工况下的性能,模型的实时性佳.此模型对研究变距桨船舶柴油机的控制策略及其动态性能具有较强的实用价值.     

虚拟机舱管路布局算法优化设计

针对当前船舶管路布局设计主要依靠经验丰富的设计人员手动敷设完成,为提高管路自动化布局效率,提出了一种基于改进遗传算法的三维空间管路设计方法,以辅助设计者完成管路布局工作。通过在经典遗传算法的整体框架中引入免疫选择机制,增加免疫检测算子和免疫平衡算子,改进了遗传算法仅依靠适应度值选择后代个体易造成算法陷入局部最优解的不足,维护了种群多样性,提高了算法运行效率。以船舶机舱为对象建立虚拟机舱仿真环境,采用栅格法对布局空间进行划分,以十进制浮点数编码方式进行算法编码设计。MATLAB仿真结果验证了改进遗传算法在管路布局优化设计问题上的可行性和搜索效率,采用C#语言编写脚本控制程序,在Unity3D虚拟机舱环境中实现了管路路径的布局设计。     

情境式教学在“机舱资源管理”课程中的应用

为提高"11规则"新增的适任评估科目"机舱资源管理"培训课程的教学效果,研究了情境式教学相关理论、教学策略和评价方法,总结了4条情境的创设原则。依据该原则设计了基于情境的"机舱资源管理"教学模式,按照情境简介、任务规划、模拟演练、点评及改进4个环节组织教学过程。给出适于机舱资源管理训练的典型场景,以一个场景为案例演示了教学过程,实践证明情境式教学法在"机舱资源管理"这种以传输意识和技能为教学目标的课程中能达到较好的效果。     

基于PLC的大型油船燃油锅炉仿真系统的开发

为解决航海教育中大型油船燃油锅操作培训的问题，以大型油船燃油锅炉自动控制系统为对象，利用在自动化领域广泛使用并得到各国船级社认可的S7—300可编程序控制器，使用STEP7V5．3编程软件，开发了基于PLC的大型油船燃油锅炉仿真系统，实现了大型油船燃油锅炉的各种控制功能的仿真，仿真控制曲线符合实际。硬件的设计和软件的开发能有效地代替真实锅炉进行操作培训。