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原文传递大型豪华邮轮压载系统仿真分析

论文题名：	大型豪华邮轮压载系统仿真分析
关键词：	大型豪华邮轮;压载系统;抗横倾系统;管网仿真;横倾调整
摘要：	目前，我国还没有自主建造的已下水大型豪华邮轮。大型豪华邮轮相较于普通客船具有载客量大、船身较瘦平行中体较短、重心较高、吃水以下结构过于尖瘦等特点，压载系统作为大型豪华邮轮的保船系统，通过对全船压载舱进行注入或排出压载水来调整船舶吃水、船体横纵倾角度和稳心高度，从而保持船舶稳性；压载系统还可以减少船体变形、降低船体振动及改善船舶适航性。因此，压载系统的仿真研究对于分析邮轮在横倾状态下的调整能力具有重要意义，可为邮轮压载系统的设计提供借鉴。　　论文以某大型豪华邮轮的压载系统为研究对象，开展对象邮轮的一维管网和抗横倾系统动态节点模型搭建及仿真分析，主要内容如下：　　（1）搭建对象邮轮的压载系统一维管网仿真模型。基于对邮轮压载水系统的特点及仿真需求进行分析，选用Flowmaster进行仿真分析，根据邮轮压载系统结构图搭建压载系统一维管网仿真模型。结果表明：相较于经验公式算法，所搭建模型的仿真结果误差在可控范围内，Flowmaster一维流体仿真软件适用于大型豪华邮轮压载系统的仿真分析。　　（2）运用Flowmaster对压载系统一维管网模型压排载及压载水置换时间进行仿真分析。首先，通过对压载系统压排载进行仿真分析，验证邮轮压载系统压排载所需时间符合要求。然后，对压载水置换时间进行仿真分析。最后，对同时工作的压载泵台数对压载系统工作时间的影响进行仿真分析。结果表明：压载系统仿真模型可以在2.0h～2.5h内将最大的压载舱注满或排空，6h～8h内将所有压载舱注满或排空，且仿真计算中压载水流量变化规律的结果与实际压载系统的流量变化相吻合；置换压载水时部分压载舱同时工作可减少压载水置换时间，同时增加压载泵的数量不能明显提高效率，2台压载泵并联时的工作效率最高。　　（3）通过Simulink搭建泵控式抗横倾系统仿真模型，运用Flowmaster搭建抗横倾系统动态节点模型。首先，对Simulink模型进行仿真分析，验证Simulink模型调整邮轮静态横倾角的准确性。然后，将仿真结果作为动态节点模型输入条件，仿真得出邮轮调整横倾角时在三维坐标系中的动态坐标位置。结果表明：①通过经验公式计算与Simulink仿真计算结果相对比，可知轴流泵额定参数的选择是合理的，仿真模型的搭建方法是准确可靠的。②仿真模型的计算结果满足邮轮辅助系统仿真验证研究任务中“12min可调整邮轮静态横倾角的大小为2.5°”的技术要求。③抗横倾动态节点模型可将邮轮在调整横倾角时的调拨水量趋势、调拨时间趋势及邮轮在三维坐标系中的动态变化值可视化。仿真计算结果对于分析抗横倾系统的实时工作状态具有借鉴意义。
作者：	宋金阳
专业：	交通运输工程
导师：	白秀琴
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2021