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极地邮轮空调系统设计选型及优化控制方法研究
| 论文题名： | 极地邮轮空调系统设计选型及优化控制方法研究 |
| 关键词： | 极地邮轮;空调系统;AHP熵权法;模糊综合评价;气流组织;数值模拟 |
| 摘要： | 随着全球极地旅游业的发展，极地邮轮进入到人们的视野，被人们所关注。极地邮轮空调系统作为保障居住舒适性的关键系统，其系统设计、设备选型、与控制方式直接关系到船舶舱室热环境的舒适性与船舶的经济性。随着极地邮轮的高端化，其空调系统也变得庞大和复杂。因而空调系统的设计、选型与优化控制方法需要形成一个体系，从而解决极地邮轮空调系统设计、选型与控制等方面一系列复杂问题。 本文针对极地邮轮空调系统设计、选型与控制方法的复杂问题，提出一套综合系统参数设计、工况设计、负荷及风量平衡计算、设备配置方案选型方法的应用、舱室气流组织方案设计、舱室气流组织方案选型论证和变风量空调末端装置控制策略优化的极地邮轮空调系统整体解决方法。 本文主要从以下几个方面展开研究工作： （1）根据实船的参数进行空调工况设计、负荷和风量的理论计算。 （2）为实船设计两种空调设备配置方案。为选出最佳的设备配置方案，综合成本、节能、环保、舒适性和船级社规范等因素提出一个选型评估指标体系作为选型评价层次结构模型。针对空调系统设备配置方案选型的复杂性、模糊性和主观性问题，提出将基于AHP_熵权法的模糊综合评价法应用于极地邮轮空调系统设备配置方案选型，并对实船的应用进行方法验证。 （3）针对空调舱室的舒适性与设备维保、设备成本之间的矛盾，提出了两种气流组织方案（送风方案），采用Airpak仿真平台对客舱气流组织方案进行CFD数值计算，量化舒适性指标，对各方案进行利弊分析。 （4）针对公共区域变风量空调系统的负荷变化具有不确定性和调节时滞性的问题，对变风量末端系统进行机理建模，在Matlab/Simulink仿真平台上开展仿真实验，比较传统的PID控制策略和模糊PID控制策略在控制效果上的差异。 本文针对极地邮轮空调系统，开展了空调系统设计、选型与优化控制方法研究，提出一套系统的极地邮轮空调系统解决方法，结合实船进行了计算分析、方案设计和选型方法验证，基于Airpak和Matlab/Simulink仿真平台对设计方案进行了仿真实验，选型方法的可行性和所提设计方案的合理性得到了验证。对极地邮轮设计建造过程中空调系统设计与选型具有参考价值。 |
| 作者： | 张绍书 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 高海波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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