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船舶柴油机燃油系统的建模与仿真研究
| 论文题名： | 船舶柴油机燃油系统的建模与仿真研究 |
| 关键词： | 船舶轮机;船舶动力装置;燃油系统;仿真软件包;轮机模拟器 |
| 摘要： | 船舶轮机模拟器作为现代航海教育设施，可以用以快速有效地培养现代轮机管理人员。船舶动力装置是船舶的核心，燃油系统是船舶动力装置的重要组成部分。燃油系统的建模仿真研究对于提高轮机模拟器的仿真精度和逼真度具有重要意义。 通过对燃油系统深入详细的分析，作者应用热力学和工程流体力学等相关理论建立了较为完整的船舶柴油机燃油系统数学模型，并详细讨论了系统中管路、泵、换热器，流量计等建模方法。建立了船舶燃油系统的管网方程组，采用矩阵方法计算网络中每个支路的流量和节点压力。针对复杂的管网方程组的计算问题，对高斯消去法和稀疏矩阵运算等方法，分别进行了分析和研究。计算结果表明稀疏矩阵运算方法减少了求解矩阵方程的存储量和计算量。 将稀疏矩阵运算方法用于船舶柴油机燃油仿真系统中，开发了可视化的船舶燃油仿真软件。通过分布式的仿真平台实现了仿真模型与操作界面的结合。此船舶燃油系统仿真软件包括燃油装填、驳运、主机以及付机的燃油供给系统。具有阀门操作、燃油黏度于动/自动控制、油柜加热等多种控制功能。 仿真结果表明，本文应用的稀疏矩阵解算船舶复杂管网方法适合实时仿真计算。随着燃油管路中的阀门和泵等状态改变，能迅速准确的计算出各个节点压力和管道流量。在保证精度的前提下，节省了计算时间，提高了整个轮机模拟器仿真系统的仿真精度和逼真度。船舶燃油仿真系统已成功应用于DMS-2006大型全功能轮机模拟器中。本文提出的稀疏矩阵求解的方法同样适用于其他不可压缩流体管网的仿真运算。 |
| 作者： | 潘瑞 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 郭晨;史成军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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