主推进装置优化设计及仿真研究

发布时间：2017-03-20 21:01

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【摘要】：推进装置的优化设计在船舶动力装置的设计中占有举足轻重的地位,它包括了动力机械及其相关的设备。机桨匹配设计和主机优化选型设计都是推进装置设计的一部分。 本文采用回归公式计算法计算KT,KQ的值。通过软件编程实现该计算过程,得出结果,并在Matlab软件中对推力系数,扭矩系数,机桨匹配曲线和敞水效率进行可视化处理。并在图中找到匹配点,得到相应的螺旋桨参数,并通过计算最后得到机桨匹配当中的各个参数值,最后确定满足船舶航行所需的制动功率。然后采用序列二次算法进终结匹配优化设计,给定初始值,进行迭代计算,比较分析计算结果,选择所需的螺旋桨。 柴油机仍然是当前水陆运输器具的主要动力,预计在相当一段时间内将保持这种态势。据统计,近年来造船90%以上采用柴油机作为其主动力装置。本文通过综合经济论证,从各个方面综合考虑,对减额输出柴油机进行优化选型。采用模糊综合评判法,量化选型中的各项因素,计算评判矩阵,根据最大隶属度的原则,选择最优主机。 SimulationX软件在汽车工业领域已有广泛的应用,但在船舶行业的应用相对较少,本文利用该软件,建立推进装置的简化物理模型,对船体和主机的速度特性进行仿真研究。
【关键词】：机桨匹配 减额输出 优化选型 仿真研究
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U664.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 柴油机推进装置设计的发展8-10
• 1.2 课题的来源,目的和意义10-11
• 1.3 模糊评判法在主机选型中的应用11-14
• 1.4 本文的主要研究内容14-15
• 第2章 机桨匹配设计及优化15-29
• 2.1 机桨匹配的设计方法15-16
• 2.2 初步匹配设计16-20
• 2.2.1 系数C_6,C_7的推导17-18
• 2.2.2 初步匹配计算18-20
• 2.3 终结匹配设计20-28
• 2.3.1 目标函数20-21
• 2.3.2 约束条件21-22
• 2.3.3 优化过程22-26
• 2.3.4 结果分析26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 主机优化选型29-42
• 3.1 主机选型考虑因素29-30
• 3.2 主机选型流程30-31
• 3.3 参考点的选择31-32
• 3.4 绘制等航速线32-33
• 3.5 机型的选择33-35
• 3.5.1 主机燃油消耗量计算34-35
• 3.6 主机经济性分析35-38
• 3.6.1 主机的尺寸指标37-38
• 3.6.2 主机的重量指标38
• 3.7 模糊综合评判法的应用38-41
• 3.7.1 建立指标权重集38-39
• 3.7.2 量化各项指标39-40
• 3.7.3 计算评判矩阵40-41
• 3.8 本章总结41-42
• 第4章 推进装置仿真42-61
• 4.1 仿真软件SIMULATIONX简介42-44
• 4.2 时域内的瞬态仿真44-48
• 4.2.1 仿真设置45-46
• 4.2.2 时域内的计算流程46-48
• 4.3 柴油机模型48-51
• 4.4 动力传动系统模型51-55
• 4.4.1 船机桨动力学关系52-53
• 4.4.2 船体阻力53-55
• 4.5 仿真结果55-60
• 4.6 仿真结果分析60-61
• 第5章 结论与展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65

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本文编号：258410