船舶压载水系统建模仿真研究

发布时间：2017-04-07 17:12

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【摘要】：随着当代工业水平的快速发展,现代船舶集成化自动化程度也越来越高,船舶系统越来越复杂,当船舶各系统设备安装完成后,需要对各个系统的管路和设备进行优化设计,大部分设计人员仍采用传统的水力计算方法,该方法对于简单的管网水力计算还可以使用,但是用于复杂的管网水力计算时会产生比较大的误差。 本文把图论这一数学理论运用到由多条管段组成的网络水力计算中,通过联立伯努利方程和连续方程,推导出船舶管网水力计算公式,通过用不同方法,包括解管段方程法,解环方程法和解节点方程法,分别对"3600m3LPG"船淡水压力柜供水管网算例求解,验证了本文所采用的船舶管网水力计算公式的合理性和正确性。为使船舶系统设计更合理,本文建立了变化管网稳定流场实时求解的数学模型,可以对管网进行工况模拟。在求解管网流量时,本文采用哈代一克罗斯法,很好的解决了管网流量迭代求解问题。本文通过‘'3600m3LPG"船工况实船试验,验证了本文提出的船舶管网水力计算方法的正确性。最后,通过对‘'3600m3LPG"船压载水管网系统实时仿真,验证了本文所建立的变化管网稳定流场实时求解模型的正确性和管网水力计算软件的实用性、高效性。 本文提出运用图论法对船舶压载水系统建立的变化管网稳定流场实时求解的数学模型,同样适用于船舶上所有的管网系统,该方法对船舶管网水力计算和船舶系统的设计优化有借鉴和指导意义。
【关键词】：船舶管网 水力计算 变化管网稳定流场 建模仿真
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U664.84
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-11
• 1.1 选题的背景和意义9
• 1.2 现状分析9-10
• 1.3 课题研究的主要内容10
• 1.4 论文结构10-11
• 第2章 船舶压载水管网水力计算方法11-55
• 2.1 船舶管网的水力计算11-22
• 2.1.1 船舶管路计算的基本公式11-14
• 2.1.2 管路总阻力系数的计算14-17
• 2.1.3 船用泵分类17-20
• 2.1.4 算例20-22
• 2.2 关于图论的基础知识22-27
• 2.2.1 图和树的概念22-24
• 2.2.2 路和回路的概念24-27
• 2.3 船舶压载水系统管网水力计算的数学模型27-54
• 2.3.1 船舶管网系统简化成有向图27-29
• 2.3.2 船舶管网系统的矩阵表示29-30
• 2.3.3 船舶管网水力计算的基本方程30-32
• 2.3.4 船舶管网水力计算分析的前提32-33
• 2.3.5 管网水力计算的内容及方法33-34
• 2.3.6 单定压节点的稳定流场水力计算方法34-37
• 2.3.7 解节点方程方法分析37-39
• 2.3.8 环状管网算例的水力模拟分析39-54
• 2.4 本章小结54-55
• 第3章 船舶变化管网稳定流场的求解55-63
• 3.1 船舶管网稳定流场求解的数学模型55
• 3.2 系数矩阵的求解55-57
• 3.2.1 关联矩阵A和基本回路矩阵Cf的求解55-57
• 3.2.2 其他系数矩阵列向量的求解57
• 3.3 非线性方程组的求解57-62
• 3.3.1 哈代-克罗斯法58-61
• 3.3.2 拟牛顿法61-62
• 3.4 本章小结62-63
• 第4章 “3600m~3LPG”船压载水管网系统流量计算和仿真63-70
• 4.1 C#简介63
• 4.2 压载水管网系统流量计算63-68
• 4.3 3600m~3LPG船压载水管网系统模拟仿真界面68-70
• 第5章 结论与展望70-71
• 参考文献71-73
• 致谢73-74
• 研究生履历74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 陈钢军;环状管网水力计算的图论方法[J];华侨大学学报(自然科学版);1994年04期

2 陈钢军,林建华;图论在环状管网水力计算中的应用[J];给水排水;1994年08期

3 贺益英,赵懿s，

本文编号：290924