船舶主汽轮机模块化建模方法及实验研究

将某船舶主汽轮机作为研究对象,充分考虑船舶汽轮机的结构特性,基于机理建模原理对船舶汽轮机进行模块划分。在MINIS仿真平台上搭建汽轮机的仿真模型,并对其进行稳态实验和动态实验,其中动态试验包含升速过程和减速过程。仿真结果表明,该模型具有较好的准确性,且动态趋势合理,与汽轮机的实际运行状态相符。     

变频海水冷却泵在船舶中央冷却系统中的仿真分析

根据水泵运行的相似性原理,研究分析变频水泵的工作特性,并通过管网流体系统仿真软件Flowmaster的稳态计算及瞬态计算等功能,以某散货船为例,对船舶中央冷却系统中的海水冷却泵进行变频仿真,研究海水冷却泵在船舶中央冷却系统中的运行特性及变频范围。仿真结果为在船舶系统中变频海水冷却泵的选型提供一定的理论基础和参考依据。     

船舶反渗透海水淡化工艺研究

针对传统船舶反渗透海水淡化系统出现的能耗高、体积大、噪声高等缺点,研发设计一种新型船舶反渗透海水淡化工艺。新型工艺采用1台中压供料泵与三合一循环泵串联升压的膜进水流程,三合一循环泵可实现高压泵、能量回收和增压泵三重功能。该泵可有效回收利用反渗透过程中的余压能量,使系统能耗大幅度减低;设备采用小型化和集成化设计,可适应船舶狭小的空间要求;整个系统泵机较少,且循环泵为容积泵,其工作往复频率低,故系统噪声相对传统海水淡化系统的噪声较低。该工艺可充分满足船舶海水淡化设备小型化、节能化的要求。     

基于Matlab/Simulink的低功率汽轮发电机组系统仿真研究

针对一种低功率汽轮发电机组进行仿真研究,建立了汽轮机、发电机、冷凝器等设备以及水和水蒸汽热力计算的数学模型,建模以单通道、一维集总参数模型为基础,仿真模型的建立基于Matlab7.0/Simulink6.0.针对汽轮机甩负荷、冷凝器常见故障以及外部蒸汽机动性变化时汽发电机组的准稳态特性进行了仿真计算.计算结果表明,所得到的结论基本符合理论分析及现有的科技资料.论文的目的是希望建立一个能够描述低功率汽轮发电机组基本热力特性的仿真模型,展开系统的准稳态及动态特性等基础性研究工作,为热力系统的定量化设计提供分析手段.     

粘弹性流体作用下的船舶水动力特性研究

为了提高船舶、潜艇的航运性能,降低高速行进过程中的海水阻力,国内外对船舶的水动力特性研究和船型设计投入了大量的精力。粘弹性流体是一种介于粘性流体和弹性固体之间的流体,具有粘性和弹性2种特征,研究粘弹性流体下的船舶水动力特性可以模拟船舶在极端海洋气象条件下的水动力特性,对改善船型设计、提高船舶水动力性能有重要的作用。本文利用计算流体力学CFD技术和数值模拟软件Fluent,完成了船舶在粘弹性流体作用下的水动力仿真,并结合CFD计算软件Open FOAM对船舶在粘弹性流体的动力学特性进行分析,并完成基于Fluent的船舶水动力仿真。     

船用凝汽器的数学模型与动态仿真张永生

为满足船用小型凝汽器快速实时仿真的需要,根据凝汽器的工作原理和基本的质量、能量守恒方程进行了合理假设,建立了船用小型凝汽器的动态数学模型,借助Matlab/Simulink仿真平台对其进行了动态特性仿真.结果表明,凝汽器各个参数的变化趋势与理论变化趋势一致,可以满足凝汽器动态特性实时仿真的要求.该数学模型可与蒸汽发生器模型、汽轮机模型等一起构成船舶热力系统仿真平台.     

多舱减压注水系统特性仿真

某船舶系统引入外部海水对多个水舱进行注水,为保证不同海水压力下系统的安全,在管路中设置减压阀进行节流降压.为实现注水安全与速度的平衡,在设计过程中需研究减压阀的特性及其与系统的匹配性.基于AMESim平台构建减压阀及管路系统模型,通过仿真研究了减压阀的稳态及动态特性、系统总体匹配性,研究结果为船舶注水系统设计提供有效指...     

基于Matlab/Simulink的低功率汽轮发电机组系统仿真研究

针对一种低功率汽轮发电机组进行仿真研究，建立了汽轮机、发电机、冷凝器等设备以及水和水蒸汽热力计算的数学模型，建模以单通道、一维集总参数模型为基础，仿真模型的建立基于Matlab7．0／Simulink6．0。针对汽轮机甩负荷、冷凝器常见故障以及外部蒸汽机动性变化时汽发电机组的准稳态特性进行了仿真计算。计算结果表明，所得到的结论基本符合理论分析及现有的科技资料。论文的目的是希望建立一个能够描述低功率汽轮发电机组基本热力特性的仿真模型，展开系统的准稳态及动态特性等基础性研究工作，为热力系统的定量化设计提供分析手段。     

船舶动力传动系统振动特性的ADAMS仿真研究

船舶动力系统的振动主要由柴油主机的高速机械转动、传动装置的运动副振动和螺旋桨切割海水产生的振动等组成,是船舶振动和噪声的主要来源,也是干扰船舶精密设备正常运行的主要原因。此外,船舶在运行时还会受到冲击载荷等因素干扰,使船载设备的结构受到损坏,工作精度降低。因此,研究船舶动力系统的振动特性,并进行动力系统的减振、降噪设计具有重要的意义,也是各国船舶制造工业的研究热点。本文建立了船舶动力传动装置的几何模型,利用ADAMS平台建立了船舶动力传动装置的刚体模型,并进行了该刚体模型的振动特性分析与仿真。     

船舶海水管路系统振动特性计算与分析

为系统性地分析船舶海水管路系统的振动特性,采用有限元法建立泵组-隔振器-挠性接管-管段-支承-管路附件系统的频率域计算模型。以某海水管路系统为研究对象,通过数值仿真计算分析系统固有振动特性和振动传递特性。结果表明,挠性接管刚度对泵组-管段之间的振动传递比较关键,当其低于1/10的振源泵组隔振器刚度时,传递至管段的振动大幅衰减;优化管路附件、支承结构等可使管段弯曲振动频率避开泵组的低频激励频率,对抑制特定频段的振动传递比较有效。     

船用蒸汽发生器给水控制系统仿真试验平台的设计与实现

针对船用汽轮给水泵转速控制系统中自能源进汽调节阀改为电动进汽调节阀的改进方案,设计并实现了一种船用蒸汽发生器给水控制系统仿真试验平台,建立了船用蒸汽发生器给水控制系统数学模型,包括蒸汽发生器数学模型、汽轮给水泵数学模型、给水管道及给水调节阀数学模型,设计了蒸汽发生器水位控制器以及汽轮给水泵转速控制器,通过与模拟机仿真结果比较验证了仿真试验平台的有效性.     

回汽控制对舰用蒸汽动力系统的影响

[目的]船用蒸汽动力系统在紧急减速或换向操作过程中,回汽控制技术是缓解锅炉内锅筒超压问题的有效手段,需对其带来的影响进行研究.[方法]建立增压锅炉、主汽轮机和螺旋桨等设备的蒸汽动力系统仿真模型,针对大型舰船紧急减速过程和换向操作过程中快关阀无回汽、快关阀有回汽、慢关阀无回汽这3种工况,开展回汽控制特性的仿真对比分析.[...     

喷水推进液压系统用恒压力/流量控制斜盘柱塞泵的建模与动态特性仿真

在分析喷水推进装置操舵和倒航操作原理与要求的基础上,建立了A10VO-DFR型的恒压力/流量控制斜盘式变量柱塞泵的数学模型,并基于Matlab软件的Simulink模块,搭建了该泵仿真模型,重点研究了在变转速工况、变负载工况、变节流阀阀口工况下泵的输出流量的变化关系,所获得的结论对改进喷水推进装置液压系统的性能提供了理论依据。     

船舶微过热蒸汽发生系统供汽性能研究

为提高船舶微过热蒸汽发生系统的稳定性和优化微过热系统性能参数,探析稳态、动态工况下微过热蒸汽发生系统供汽响应特性。本文以船舶微过热蒸汽发生系统为机理模型,采用 CFD模拟方法计算了微过热蒸汽发生系统速度场、压力场和温度场的稳态分布规律,引入实际微过热蒸汽系统运行参数作为边界条件,开展微过热蒸汽发生系统供汽性能动态研究,得到过热蒸汽掺混流量、饱和蒸汽掺混流量、微过热蒸汽压力和温度等关键性能参数的动态变化规律,并提出微过热蒸汽掺混因子,定量表征微过热蒸汽系统掺混特性及其对蒸汽温度影响规律。计算结果显示,在微过热蒸汽供汽过程中,饱和蒸汽系统管路压降大于过热蒸汽压降,微过热蒸汽压力不断降低,过热蒸汽和饱和蒸汽掺混流量增大,促使蒸汽掺混因子减小,导致微过热蒸汽温度略有降低。基于微过热供汽性能参数的分析,说明船舶微过热蒸汽发生系统供汽响应方案满足用汽设备的要求,可用于船舶蒸汽动力系统的设计。     

冰晶颗粒在极地船壳管式换热器海水管内的分布和融化特性的数值模拟研究

利用计算流体力学(CFD)方法,采用欧拉-欧拉模型和相间传热传质模型相耦合的数学模型,对冰晶颗粒在船舶壳管式换热器的单根海水管内的分布和融化情况进行研究。通过数值模拟分析冰晶在直管和U形管内的分布及融化情况。结果发现:冰晶颗粒主要集中于主流区,且主流区近壁面处比中心处多;相间传质率从壁面到主流区先增大后减小,沿流动方向逐渐增大,而对于U形管,在转弯的地方出现局部相间传质率增大。     

船用蒸汽冷却器建模与仿真

船用蒸汽冷却器是直流锅炉蒸汽动力装置的重要设备.在启停与低功率运行工况下能保证蒸汽动力装置的安全.针对船用蒸汽冷却器控制系统的建模应用,介绍了1种简化的蒸汽冷却器数学模型,为蒸汽冷却器控制系统的设计提供了仿真验证对象.采用VC++6.0编制了仿真程序,利用龙格库塔法对数学模型进行解算.对数学模型进行仿真试验和理论分析,...     

采用变频调速技术的船用海水泵能耗分析

介绍了变频调速技术的工作原理,给出了普通海水泵和恒压变频海水泵的功耗计算公式;基于现有欧亚航线上的20000TEU级集装箱船对海水冷却系统进行方案设定,给出了中央出冷却水系统和逻辑控制系统的设计方案;通过计算分析了普通海水泵变频和恒压变频海水泵能耗上的差异,验证了能耗计算的准确性。对船上应用变频调速控制系统的能耗和成本降低提供了计算方案。     

某大型豪华邮轮蒸汽系统蒸汽环网管径仿真优化研究

大型豪华邮轮的仿真和优化对于大型邮轮的设计具有重要意义.文章以某大型豪华邮轮蒸汽系统为研究对象,在分析该系统设计特点的基础上,利用流体仿真软件Flowmaster搭建该系统仿真模型并进行了仿真计算、分析和优化设计.研究结果表明:原设计方案下,船尾蒸汽管网蒸汽干度较低;通过优化船尾蒸汽环网管道管径,实现了船尾蒸汽平均干度...