舰船仿真技术发展综述

概述了我国舰船半实物仿真、分布交互仿真及三维视景仿真研究与应用技术的发展状况，分析了建模与仿真VVA研究、专用仿真工具开发的必要性及研究目标，并对行业仿真技术的发展进行了展望。     

动力装置虚拟协同训练系统设计

针对某型动力装置实装训练成本高、装备损耗大以及存在较大安全隐患等问题,设计一种以计算机为主要硬件运行环境、以SimuWorks仿真平台为基础的装备协同虚拟训练系统。该系统采用SimuMMI进行二维人机交互界面的开发,通过图片和动画实现阀门、管路、仪表等设备的动态逻辑实时交互功能;通过多流程的仿真设计模式实现人员多岗位、全系统、多工况的训练模式。应用结果表明:该系统与实际装备具有高度相似性,能够实时仿真某型系统运行状态,满足多人多岗位协同训练要求,提高训练效率,降低训练成本。     

仿真技术在舰船动力装置生命周期中的应用研究

针对舰船动力装置的特点以及仿真技术在舰船动力装置设计中的应用现状,在充分利用虚拟样机技术及协同仿真技术等先进技术的基础上,研究将仿真技术应用于舰船动力装置的生命周期.建立了将仿真应用于舰船动力装置生命周期的系统体系结构,研究了系统实现的关键使能技术.本文的研究,突破了传统设计手段对动力装置设计的限制,重组了设计流程,极大地提高了设计效率和设计质量,对国内造船业的现代化发展具有一定的参考意义.     

仿真技术在动力装置设计中的应用

针对传统动力装置设计方法中存在的计算复杂、动态性能难以计算等问题,本文提出利用动力装置仿真系统来设计船舶动力装置的方法。首先利用模块化建模原理建立动力装置各组成部件的数学模型,然后利用C 语言编写各模型的仿真程序,并建立动力装置仿真系统,以及利用该仿真系统对某型船舶的全燃动力装置进行了详细设计。     

仿真技术在舰船动力装置生命周期中的应用研究

  目的  在充分分析舰船动力装置总体设计研究现状的基础上,指出现有动力装置设计方法中存在缺乏从多学科耦合角度进行仿真和优化,从而制约设计质量提高的问题,有必要开展动力装置多学科集成优化理论、方法及关键技术研究。  方法  建立舰船动力装置多学科集成优化设计系统框架,并对动力装置多学科优化技术、现代设计工具技术、协同仿真、支撑环境、设计软件开发等关键技术进行深入研究。  结果  给出了有效的解决方案。  结论  研究成果能为开展舰船主动力装置多学科集成设计优化提供一定的参考,同时为舰船动力装置设计水平的提高奠定一定的基础。     

基于Simscape的船舶动力装置建模及设计平台开发

燃气轮机是船舶领域应用范围很广的一种动力装置,燃气轮机将燃料的内能转化为蒸汽动能,推动船舶主轴及螺旋桨运动,产生前进的动力,研究和优化船舶动力装置具有重要意义。Simscape是Matlab软件的子模块,在处理动力系统仿真等方面有很突出的优点。本文基于Simcape软件平台对船舶燃气轮机动力系统进行建模与仿真,提升燃气轮机的能量利用率,改善船舶动力系统的工作效率。     

基于虚拟现实技术的船体装配仿真技术研究

近几年来,虚拟现实技术(Virtual Reality)成为了一项研究热点,虚拟现实技术将计算机技术和信息技术相结合,不仅在服务业获得广泛应用,在工业领域的应用也逐渐展开。在船舶制造过程中,船体的装配环节往往决定了船舶的质量。因此,研究一种合理的船体装配模拟手段对缩短船舶制造周期,提高船舶制造质量有重要的价值。本文首先介绍了虚拟现实技术的原理和发展现状,然后针对船体装配工艺和环节做了详细描述,最后基于虚拟现实技术研究了一种船体装配的仿真技术。本研究对提高船舶装配质量和安装效率有明显的改善作用,值得在船舶装配与制造业内广泛推广。     

船舶操纵模拟器动力装置系统仿真研究

为了解决船舶驾驶模拟器中快速实时反应船的运动状态的问题,利用Simulink建立目标船舶柴油机及舵桨的准稳态仿真模型。通过数据接口将该模型产生的模拟目标船的柴油机的实时运行数据存入中间数据库,与操纵模拟器数据库连通,对船舶驾驶模拟器中目标船舶的运动参数与动力参数及环境因素综合计算,将结果数据传入OSG虚拟现实环境,实时反应船舶在模拟海况环境下的运行状态。     

基于虚拟现实的船舶操纵控制系统设计

为了提高船舶操纵控制过程的性能参数评估场景再现能力,提出基于虚拟现实技术的船舶操纵控制系统设计方法。进行船舶操纵控制的3D几何模型建模,采用Multigen Creator技术生成3D虚拟海洋场景模型和船舶实体模型,在Vega Prime应用程序进行船舶操纵控制的视景仿真平台设计,对船舶操纵控制系统视景仿真模拟是建立在三维虚拟现实仿真软件基础上的,通过船舶操纵控制的三维姿态数据加载和程序控制,在视景仿真平台上对船舶操纵控制进行位置调整和参量优化配置,实现船舶操纵控制的虚拟视景开发和系统优化设计。仿真结果表明,本文设计的船舶操纵控制系统能在虚拟视景下实现精确的船舶操纵,视景的逼真度较高,参数控制精度较高。     

船舶动力装置仿真中的仿真控制系统

介绍船舶动力装置仿真中的仿真控制系统 ,提出采用MATLAB仿真软件建立动力装置仿真控制系统的思路 ,并通过对调速系统的分析 ,建立了电液执行机构和控制器的仿真模型。最后 ,建立了通用的仿真控制策略———船舶仿真车令库和仿真命令 (仿真接口 ) ,并说明采用MATLAB建立动力装置仿真控制系统的可行性。     

船用燃气轮机推进系统仿真研究

建立船用燃气轮机推进装置的非线性数学模型,并在Matlab Simulink下进行了仿真计算.对各种典型工况:如两台燃气轮机推进;左轴燃气轮机推进、右轴桨自由转动;左轴燃气轮机推进、右轴桨被制动;偏舵和污底等情况下的稳态配合特性进行了研究.在建模和仿真时,考虑了风浪等附加阻力的影响.所建立的非线性模型不仅适用于稳态点附近的线性化区域,也适用于各操作方式下的大范围工况.     

船舶喷水推进技术发展

  目的  喷水推进船舶的阻力性能与常规船舶有着很大的不同,喷水推进器流道的存在会改变船舶尾部流场,对船舶阻力性能有着很大的影响。  方法  以FA1型三体船为计算模型,利用CFD软件STAR-CCM+,将喷水推进器流道看作附体,对比研究安装不同进流角喷水推进器流道前后船舶尾部流场变化。通过对比流道表面压力分布、船体流线的变化,阐述船舶阻力以及阻力成分产生变化的机理。  结果  结果表明：STAR-CCM+可以实现对于船舶阻力性能的预报;喷水推进器进水流道的安装会增大船舶阻力,主要为压差阻力的增大。  结论  对进水流道倾角的优化可以增进喷水推进船舶的阻力性能。     

全电力推进船舶光伏并网发电系统建模仿真

传统的全电力推进船舶光伏并网发电系统模型,工作过程稳定性差。为解决上述问题,设计了一种新的全电力推进船舶光伏并网发电系统模型,利用定子绕组和三相绕组分析全电力推进船舶光伏电网发电模式,根据光伏电池仿真电路计算发电机转矩和转速,通过计算结果设计全电力推进船舶光伏并网发电的数学模型。为验证模型效果,与传统模型进行实验对比,结果表明,设计的模型具有很强的稳定性,能够确保船舶电网高效稳定的运行,对于船舶行业发展有着很好的促进作用。     

高速船尾部喷水推进局部振动分析

针对高速船尾部采用喷水推进装置的局部振动问题,建立了船体尾部包含喷水推进泵的有限元模型。考虑附连水质量的影响,将船体尾部离散成甲板,底板,喷水推进泵,尾板等局部结构,采用规范经验公式估算以及有限元分析的方法分别对各局部结构的板、板格、板架进行固有频率计算,将其结果与轴频和叶频激励频率进行储备频率校核,判断尾部采用喷水推进装置在振动问题上是否满足规范标准,并为下一步的船体设计提供参考。     

New Model and Simulation of Condenser for Ship Nuclear Power Plant

A new reasonably perfect dynamic mathematic model has been established for condenser used in ship nuclear powerplant according to its structural features and Operating principle. The model has been solved by the Runge-Kutta method. Andan analysis program has been developed for dynamic numerical simulation under steady operation condition, disturbance condi-tion, and accident condition. The dynamic characteristics of condenser has been calculated and analyzed under several kinds of     

电力推进船舶电力负荷混沌分析及预测

电力推进系统在船舶航行中至关重要,其电力负荷预测的准确性可以保障航行过程的稳定性及安全性。本文根据船舶的电力负荷特点,对其进行混沌动力学验证,经过混沌特性进行数据分析。将小波变换与SVM算法相结合,对负荷数据进行奇异性分析,然后通过小波分解法,将电力负荷分解成具有一定规律的分解量。该仿真方法可有效提高负荷预测的精准度,从而提高船舶在航行中的稳定性及经济性。     

电力推进船舶电网多脉冲变压整流器仿真研究

船舶电网系统对电流质量有较高的要求,而多脉冲变压整流技术可有效降低输入电流中的谐波含量。在详细分析12,18,24三种多脉冲变压整流器工作原理的基础上,在Matlab/Simulink中分别搭建多脉冲变压整流电路的仿真模型,并对3种多脉冲变压整流电路的仿真波形进行对比分析。仿真波形说明,多脉冲变压整流技术可以有效地降低输入侧的电流谐波含量,很好地抑制特定次数的谐波,进而提高船舶电网的稳定性。     

浅淡EDA技术在舰船动力监控产品开发中的应用

本文就ＥＤＡ技术在舰船动力监控产品开发中的应用的有关问题进行了探讨,提出了ＥＤＡ技术应用方面应重视的五个问题与建议 。     

基于遗传算法优化的PID控制的穿浪艇喷水推进系统仿真研究

本文提出了用遗传算法优化PID控制参数的思路。以MATL AB为工作平台,利用它的仿真软件Simulink对穿浪艇的喷水推进系统进行运动数学方程建模;在此基础上,使用MATL AB的遗传算法工具箱GAOT编制了优化PID控制参数的程序,通过调节主机转速或喷油量从而间接改变主机功率Ps,实现了对喷水推进穿浪艇的控制。     

电力推进船舶电网多脉冲变压整流器仿真研究

船舶电网系统对电流质量有较高的要求,而多脉冲变压整流技术可有效降低输入电流中的谐波含量.在详细分析12,18,24三种多脉冲变压整流器工作原理的基础上,在Matlab/Simulink中分别搭建多脉冲变压整流电路的仿真模型,并对3种多脉冲变压整流电路的仿真波形进行对比分析.仿真波形说明,多脉冲变压整流技术可以有效地降低输入侧的电流谐波含量,很好地抑制特定次数的谐波,进而提高船舶电网的稳定性.