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LNG船双燃料主机建模与仿真研究
| 论文题名： | LNG船双燃料主机建模与仿真研究 |
| 关键词： | 双燃料发动机;参数配置;动态仿真;涡轮增压器 |
| 摘要： | 近年来，MARPOL公约对船舶污染物排放限制日益严苛，且石油资源紧张的问题越来越严峻。天然气以储量丰富、低成本、能量密度高、绿色环保等优点成为了内燃机替代燃料的理想选择，这使得气体燃料船用主机逐渐被广泛应用。 本文以W(a)rtsil(a)9L34DF双燃料发动机为研究对象，介绍了W(a)rtsil(a)9L34DF的工作原理，分析了W(a)rtsil(a)9L34DF的燃油和燃气供给系统以及工作模式。利用AVL BOOST一维稳态仿真软件建立了W(a)rtsil(a)9L34DF的计算模型，包括气缸模型、燃烧模型、传热模型、涡轮增压器模型和管道模型等，参照实船设备说明书对计算模型的各个模块进行了详细的参数配置。在恒定转速的情况下，分别对燃油模式和燃气模式下的不同负荷工况进行了模拟仿真，并对模型进行了验证。仿真结果表明本文建立的W(a)rtsil(a)9L34DF计算模型误差较小，仿真结果与发动机实际工况参数相吻合，模型的建立和参数的选择比较合理。 采用AVL BOOST和Matlab联合仿真的形式，对发动机的动态工作特性进行了仿真研究。通过配置底层仿真运行环境，实现了AVL BOOST和Matlab的软件接口对接。在Matlab中建立了发动机的Simulink控制模型，通过改变燃气循环供给量取值上限范围，设置了两组仿真约束条件，并在不同条件下对发动机进行了动态联合仿真。通过对联合仿真的曲线进行分析和计算，得出了750rpm、100％负荷燃气模式下，发动机工作的最佳燃气空燃比为19.1∶1。 基于AVL BOOST的稳态仿真模型搭建方便，计算速度快，仿真结果方便分析。而采用AVL BOOST和Matlab联合仿真的形式，又弥补了BOOST无法进行动态仿真的缺陷。本文采用的仿真和建模思路可为双燃料发动机的设计和优化提供一定的理论依据，并可用于发动机工作性能的建模和仿真研究。 |
| 作者： | 陈龙 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 张均东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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