基于Modelica/Mworks的船用射汽抽气器图形化建模与仿真

基于面向对象的多领域统一建模开源规范Modelica/Mworks平台,通过研究船用射汽抽气器性能仿真数学模型,开发了针对船用汽轮机组射汽抽气器的图形化仿真模型,并开展了数据可视化仿真。开发仿真结果表明:仿真模型具有良好的模块化特征和可重用性,能够正确地反映射汽抽气器的稳态运行特性,充分验证了模型的有效性,为船用汽轮机射汽抽气器和整机仿真研究奠定了基础。     

基于Modelica/MWorks的船用汽轮机调节阀性能仿真验证

采用MWorks建模仿真平台对船用汽轮机调节阀进行建模与仿真验证研究,建立描述调节阀流量—阻力特性的数学模型和图形化仿真模型。经过仿真验证,得出主要结论如下:采用Modelica/MWorks平台可以有效建立颗粒度适宜的多学科多物理场耦合设备的图形化模型,且模型可重用性强,能够有效支撑汽轮机建模仿真;所建立的调节阀数学模型仿真计算效率较高,不同工况下流量曲线计算结果与设计数据趋势一致,各工况下其最大相对误差约为0.8%,能够真实反映调节阀的流动特性,准确地反映了调节阀的运行状态和规律。     

基于Modelica语言的ROV力学系统建模与仿真

本文针对因ROV在水下作业过程中的非线性及耦合运动特性而导致采用传统Simulink建模方法效率低下的问题,将Modelica语言应用于ROV力学系统建模过程中,提出了一种通用的、面向对象的水下航行器运动建模方法.简要介绍了Modelica语言的特性和优点,应用其面向对象的建模思想构建仿真框架,将ROV力学系统按受力性质进行分析、分类与模块功能划分,定义共用、可重用的底层运动学与力学连接器作为模块间交互接口,实现各模块由数学模型到仿真模型转化.在顶层模型中通过组件实例化整合各模块,应用组件连接机制,创建完整的ROV力学系统.选取工况对其运动特性进行仿真,分析仿真结果,以验证建模方法便捷性和正确性.     

基于Modelica的主动波浪补偿起重机建模与仿真

为研究主动波浪补偿起重机的动态特性和起吊重物质量等关键参数对主动波浪补偿起重机性能的影响,采用多领域统一建模语言Modelica,在MWorks仿真软件中构建二次马达、恒压变量泵、蓄能器、溢流阀和钢丝绳等模型,以构造出完整的主动波浪补偿起重机模型.对该模型进行仿真分析,结果表明:当起吊重物的质量为20t～160t时,主动波浪补偿起重机的控制效果较好;当起吊重物的质量达到200 t时,重物的补偿位移控制效果相对较差;通过调整PID控制参数可提高起重机起吊重物的质量.     

基于Modelica的船舶电力推进系统仿真研究

船舶电力推进系统的仿真建模技术研究多集中于数学模型,对设备模型实际物理结构的关注不多。针对这一现状,本文基于Modelica建立了船舶电力推进系统推进装置部分的仿真模型,直接面向物理结构提出了一种基于dq坐标等效电路的Modelica六相永磁同步电机模型。基于所建立的推进装置模型,进行了系统及仿真验证,结果表明所建立模型较好地模拟了电力推进系统的运行状态,适合于系统工程中系统级的仿真验证。所建立模型在实际工程中更加易于在不同领域的设计人员中流通使用。     

基于Modelica/MWorks的舰船液压操舵系统建模与仿真

在建立舰船液压操舵系统原件动态数学模型的基础上,利用MWorks软件实现液压能源系统动态特性分析通用模型库的构建.模型库包括长管路动态模型、液压泵数学模型、液压缸数学模型和其他元件如滑阀的数学模型,并根据模型库的元件建立了舰船液压操舵系统方案设计阶段的数理模型,对舰船的液压操舵系统进行了仿真.仿真结果表明,该模型符合实际系统的管路压力和流量脉动特性,在模型中能获得时域范围内系统的流量压力脉动情况.     

基于Modelica语言的某气垫船机桨匹配建模及仿真

为满足某型气垫船推进系统的性能指标,开展基于国产化软件平台的机桨匹配算法研究。以某型气垫船的推进系统为对象,建立数学模型,并以基于Modelica语言的国产仿真平台MWorks为基础对该系统进行建模仿真。通过研究变螺距角、变转速时气垫船推进系统的性能,对机桨匹配算法进行优化。仿真结果表明,优化算法可满足螺距角变距时间要求、螺距角稳态误差要求以及燃机机动性能曲线要求,所提出的机桨匹配控制算法满足性能要求,研究结果可为类似气垫船推进系统设计提供借鉴。     

某型船用汽轮机本体模块化建模和仿真

针对船用蒸汽动力装置的基本原理,以某型船用汽轮机本体为对象,利用模块化建模理论建立了一类具有通用性的动态数学模型,给出了其在各种运行工况下的仿真结果,并进行相应的分析.通过对模型加减速动态过程的研究,并将仿真试验的结果和几种典型工况下对象的静态、动态实测值对比,证明模型具有较好的静态精确度和动态相应特性;同时较好的模拟了机组的故障特性,满足了模拟器的实际需求,为动力装置故障诊断提供了依据.模型具有较强的通用性,通过参数化过程可以方便地移植到不同容量、不同类型的机组上,在电站及动力系统仿真方面具有较好的实用性和指导作用.     

大型船舶核汽轮机的建模与仿真

核动力是现代舰船的发展方向,而在船舶核动力装置中,汽轮机是重要的动力转换设备,汽轮机的性能直接影响核动力装置的运转。本文以大型船舶核汽轮机为研究对象,用数学模型的方法对汽轮机的相关参数进行分析,给出核汽轮机的转速——功率模型,并使用MATLAB/Simulink验证该模型的正确性。     

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.     

大功率舰用柴油机Modelica建模与故障模拟

为满足正常和故障状态下对多种型号舰用柴油机主要监测参数进行性能仿真,进而预测其运行特性的需要,针对柴油机系统建模过程中存在多学科、多尺度耦合的复杂性问题,着眼于提高柴油机模型的通用性、可重用性和建模效率,研究大功率舰用柴油机的标准化建模与性能预测问题。采用多领域统一建模语言Modelica建立四冲程柴油机通用模型库,在Mworks平台上进行系统集成,搭建某型舰用四冲程柴油机性能预测模型,并对模型可靠性和精度进行校核。在所建立模型的基础上,对该型柴油机在喷油定时故障和喷油器堵塞故障状态下的运行特性进行了预测和分析,得到了不同故障状态下柴油机监测参数的变化规律,为进一步的故障诊断工作建立研究基础。     

基于MATLAB/SIMULINK的船用辅锅炉系统建模与仿真

运用Matlab／Simulink软件包对船用辅锅炉系统进行动态仿真,以锅炉炉膛为例建立了数学模型,给出了该系统的动态模型,并详细介绍了如何利用SIMULINK对锅炉系统进行仿真。仿真结果表明,SIMULINK也是对锅炉系统进行建模的一种有效方法。     

船用中速柴油机故障建模仿真研究

文章以某船用中速柴油机为研究对象,采用发动机仿真软件AVL-BOOST建立数学模型,完成柴油机工作过程数值计算,并在此模型基础上对中速柴油机常见故障进行模拟。从数值分析的角度解释故障现象,探索柴油机主要性能参数变化的规律,为故障诊断提供依据。     

基于Modelica的船舶凝汽器动态特性分析

为实现凝汽器的动态特性分析,采用模块化建模方法,运用Modelica统一物理建模语言以及Mworks仿真平台,根据凝给水系统的工作原理以及能量、质量守恒方程等,开发了热力系统模型库并建立凝汽器的仿真模型。利用所建立的模型,分析凝汽器在汽轮机排汽量以及循环冷却水流量阶跃变化等情况下的动态特性。结果表明,凝汽器内部参数变化情况与实际运行情况相符合,可为船舶动力系统的运行优化提供参考。     

基于模块化方法的核动力汽轮机建模

汽轮机为核动力装置二回路系统重要部件,对整个系统的特性具有重要影响.根据模块化建模思想,将汽轮机划分为通用子模块,主要包括流动阻力型模块、流动存储型模块和转子模块.建立这些通用子模块的详细数学模型,利用不同模块的组合可以开发多种类型的汽轮机,提高汽轮机建模的效率.计算结果表明,建立的汽轮机模型可以满足大工况变动要求,为...     

船用燃气轮机发电系统建模与仿真研究

关注燃气轮机电气外特性,忽略其内部化学反应和热力循环,采用模块化建模方法建立了船用燃气轮机发电系统完整的数学模型,其中包括整流逆变模型、推进电机及螺旋桨负载模型。通过Simulink仿真,重点研究系统启动性能及动态特性;并对负载类型的影响以及三相短路故障进行了分析。结果表明该模型能够反映实际燃气轮机发电系统的运行特性,为研究船舶燃气轮机发电系统协调控制及多机并联运行奠定了基础。     

四冲程船用柴油机的建模和实时仿真

根据准稳态的概念，在充分多的试验数据的基础上，结合工作原理建立了适用于实时仿真的四冲程船用柴油机推进装置的多阶非线性动态模型。这种模型能反映柴油机内部各参数，精度较高，计算工作量适中。     

某船用汽轮机复速级流场特性分析

运用ANSYS CFX软件对某型船用汽轮机复速级进行数值模拟,模拟结果表明：在承担极大焓降的复速级内,钻绞式喷嘴出口的超音速汽流在第一列动叶的前缘背弧区域产生激波,波后汽流温度、压力升高,在背弧前缘区域形成局部附面层卷吸,波后汽流在动叶后部形成的缩放流道内继续加速,在背弧局部区域出现附面层分离,汽流继而在转向导叶内加速,在前缘区域形成普朗特迈耶波,波后的亚音速汽流在中部区域形成较大的涡流分离,分离涡并未向后部扩展而是继续加速;在第二列动叶内加速,前缘继续形成普朗特迈耶波,波后在背弧中部区域出现壁面分离,并在后半区域主流区逐步扩展沿伸,直至叶片尾缘区域,进一步增大了整级的能量损失,严重影响了该级的汽动性能。     

船用汽轮机注油器设计与试验研究

通过数值仿真对所设计船用汽轮机注油器进行了数值仿真,并详细分析了其变工况性能,并搭建试验台进行了性能验证,结果表明性能满足设计使用要求,并具有良好的变工况性能,为汽轮发电机组的研制创造了坚实的基础。     

大型低速二冲程船用柴油机建模及仿真

以6S60MC船用柴油机为仿真对象,融合传统柴油机的准稳态模型和容积法模型建模优点,详细介绍了大型低速二冲程船用柴油机动态过程实时仿真的平均值模型及建模方法.仿真结果表明,该模型具有较好的准确性和动态特性,可用于柴油机优化控制算法的设计、分析及仿真.