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19000TEU集装箱船推进系统建模与仿真
| 论文题名： | 19000TEU集装箱船推进系统建模与仿真 |
| 关键词： | 推进系统;电控柴油机;螺旋桨模型;集装箱船 |
| 摘要： | 为了对大型集装箱船的推进系统进行分析与研究，以“19000TEU”集装箱船为研究对象，对其推进系统进行了建模与仿真。推进系统的数理模型由柴油机系统数学模型、螺旋桨运行特性数学模型以及船-机-桨配合模型组成。 柴油机模型的母型机是MAN&BW12S90ME型低速二冲程柴油机。本课题依据模块化思想对柴油机装置建模，分为气缸本体模型、进排气装置模型、废气涡轮增压器模型以及中冷器模型。其中，气缸热力过程的仿真运算应用零维模型，进排气系统应用容积法原理进行模型创建。另外，为了对柴油机的输出扭矩进行计算，建立了活塞连杆机构的运动数学模型。同时，对于ME系列柴油机，构建了液压气缸单元仿真模型，包括喷射燃油的装置和排气阀结构数学模型。对于螺旋桨模型，为了适应更广泛的工作范围，建立了四象限的特性模型。在仿真计算中，应用诺尔特斯特洛姆(Nordstrom)系列实验图谱并应用切比雪夫(Chebyshev)多项式对其作了拟合，然后根据本课题中螺旋桨的实际参数对其结果进行了修正。在船舶运动模型中，为了突出重点，简化运算，模型仅考虑了船舶在纵向上的一维运行特性。 在建立了系统的数理模型之后，应用MATLAB/Simulink对其作了验证，继而将其结果与船舶试航数据进行对比分析，仿真结果表明模型满足系统的要求。在验证了模型的准确性的基础上，应用微软的Visual Studio2013开发了基于WPF界面设计技术的系统可视化仿真软件。软件人机交互性友好，便于人员的操作，可以更直观地监测推进系统的运行情况以及参数变化。仿真平台可对推进装置的性能进行分析，也可以进行装置的操纵培训。 |
| 作者： | 杨胜旺 |
| 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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