MAN L27/38系列船舶主机数值建模与实时仿真研究
发布时间：2021-09-23 20:46
为实现对12000Hp深海三用工作船S8004船的驾驶模拟,本文对该船搭载的MAN L27/38型柴油机的缸内稳态工作过程以及实时过程进行了数值模拟,模拟计算并存储船舶主机运行时的各项数值,提供驾驶模拟器主机部分软件实现所需的主要运行参数与实时运行数据。本文基于S8004船的船舶柴油机进行动态建模与仿真主要目的是为了应用于轮机模拟器的开发中。我们所要开发的轮机模拟器是模拟船舶驾驶时机舱设备的动态工作过程,以后该型模拟器可应用于培训轮机管理人员进行仿真训练。该轮机模拟器是以12000Hp深海三用工作船为母型船,柴油主机是当代大型船用四冲程增压柴油机MAN L27/38。本文切合轮机模拟器平台开发的特点和要求,基于多阶非线性准稳态概念建模,按照柴油机系统的工作原理将整个系统划分成各子模块环节,对那些机理明确、可用一阶非线性微分方程进行建模的环节进行了数学方程建模,而对于那些复杂的模型或工作机理难以确切描述的环节,本文根据大量的实验数据进行拟合回归或用经验公式来描述。本文采用的主要软件有MATLAB和Visual Studio,得到了稳态不同工况运行下不同曲轴转角对应的缸内温度和压力数据,稳...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 选题意义和应用价值
1.3 国内外研究现状
1.3.1 船舶柴油机仿真简介
1.3.2 各模型特点与精度比较
1.4 本文研究主要内容
第2章 基本理论及仿真手段
2.1 柴油机模型的建立
2.1.1 工质计算
2.1.2 基本方程的建立
2.1.3 边界条件的确定
2.2 主要仿真方法
2.2.1 连续系统的数值积分方法
2.2.2 仿真方法简介
2.3 本章小结
第3章 MAN L27/38型柴油机稳态工作过程计算
3.1 实机参数及结构简介
3.1.1 S8004船及L27/38柴油机简介
3.1.2 实机参数
3.2 仿真程序主要结构
3.3 试验数据的处理
3.3.1 进排气阀升程拟合
3.3.2 燃烧放热率的计算及韦伯函数参数的整定
3.4 数值模拟结果与分析
3.4.1 MATLAB仿真
3.4.2 C++编程
3.4.3 结果分析
第4章 MAN L27/38型柴油机瞬态过程研究
4.1 柴油机的过渡过程
4.2 变转速研究
4.2.1 转速变化的计算
4.2.2 变转速模拟结果分析
4.3 柴油机的响应模拟
4.4 本章小结
第5章 仿真计算误差分析
5.1 数值模拟误差分析
5.2 缸内热力过程分析中存在的误差
5.3 误差对计算结果的影响
5.4 结语
第6章 全文总结与展望
参考文献
附录
攻读学位期间公开发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]提高柴油机燃烧过程仿真计算精度的标定方法[J]. 李向荣,陈彦林,赵陆明,刘福水. 农业工程学报. 2017(04)
[2]基于VC++的发动机零维模型仿真计算[J]. 吴先焕,邓惜仁,邓航. 汽车实用技术. 2016(07)
[3]4110柴油机进、排气系统仿真及优化研究[J]. 王素梅. 科技创新导报. 2015(18)
[4]基于零维模型的柴油机建模与仿真[J]. 杨润泽. 内燃机. 2014(01)
[5]柴油机工作过程数值模拟[J]. 赵峰,于洪亮,王公胜. 中国航海. 2013(04)
[6]基于VC++与Matlab联合编程的测量系统软件开发研究[J]. 石成英,张利民,陈登科. 计算机与数字工程. 2013(09)
[7]内燃机缸内热力过程分析中的误差[J]. 杨滨,张锡朝. 山东内燃机. 2003(02)
[8]四阶龙格—库塔算法的C语言实现[J]. 毋玉芝. 焦作大学学报. 2001(01)
[9]柴油机准维燃烧模型中经验参数确定的研究[J]. 邓名华,范维澄,于善颖. 内燃机学报. 2000(02)
[10]柴油机船舶推进装置的建模和实时仿真[J]. 王长林. 船舶工程. 1996(06)
博士论文
[1]轮机模拟器6S60MC柴油主机仿真系统与故障模拟[D]. 彭水生.大连海事大学 2000
硕士论文
[1]MAN ME系列船舶主机建模与仿真研究[D]. 李鸿瑞.大连海事大学 2014
[2]基于MATLAB/SIMULINK的船用柴油机仿真研究[D]. 张望.武汉理工大学 2013
[3]远洋船舶轮机模拟器智能柴油主机系统建模与操作仿真[D]. 任伟.武汉理工大学 2013
[4]柴油机工作过程三维数值模拟及配气相位优化研究[D]. 杨永涛.西南交通大学 2009
[5]直喷式柴油机NOx排放特性的模拟计算研究[D]. 王琦.江苏大学 2003
本文编号：3406380
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 选题意义和应用价值
1.3 国内外研究现状
1.3.1 船舶柴油机仿真简介
1.3.2 各模型特点与精度比较
1.4 本文研究主要内容
第2章 基本理论及仿真手段
2.1 柴油机模型的建立
2.1.1 工质计算
2.1.2 基本方程的建立
2.1.3 边界条件的确定
2.2 主要仿真方法
2.2.1 连续系统的数值积分方法
2.2.2 仿真方法简介
2.3 本章小结
第3章 MAN L27/38型柴油机稳态工作过程计算
3.1 实机参数及结构简介
3.1.1 S8004船及L27/38柴油机简介
3.1.2 实机参数
3.2 仿真程序主要结构
3.3 试验数据的处理
3.3.1 进排气阀升程拟合
3.3.2 燃烧放热率的计算及韦伯函数参数的整定
3.4 数值模拟结果与分析
3.4.1 MATLAB仿真
3.4.2 C++编程
3.4.3 结果分析
第4章 MAN L27/38型柴油机瞬态过程研究
4.1 柴油机的过渡过程
4.2 变转速研究
4.2.1 转速变化的计算
4.2.2 变转速模拟结果分析
4.3 柴油机的响应模拟
4.4 本章小结
第5章 仿真计算误差分析
5.1 数值模拟误差分析
5.2 缸内热力过程分析中存在的误差
5.3 误差对计算结果的影响
5.4 结语
第6章 全文总结与展望
参考文献
附录
攻读学位期间公开发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]提高柴油机燃烧过程仿真计算精度的标定方法[J]. 李向荣,陈彦林,赵陆明,刘福水. 农业工程学报. 2017(04)
[2]基于VC++的发动机零维模型仿真计算[J]. 吴先焕,邓惜仁,邓航. 汽车实用技术. 2016(07)
[3]4110柴油机进、排气系统仿真及优化研究[J]. 王素梅. 科技创新导报. 2015(18)
[4]基于零维模型的柴油机建模与仿真[J]. 杨润泽. 内燃机. 2014(01)
[5]柴油机工作过程数值模拟[J]. 赵峰,于洪亮,王公胜. 中国航海. 2013(04)
[6]基于VC++与Matlab联合编程的测量系统软件开发研究[J]. 石成英,张利民,陈登科. 计算机与数字工程. 2013(09)
[7]内燃机缸内热力过程分析中的误差[J]. 杨滨,张锡朝. 山东内燃机. 2003(02)
[8]四阶龙格—库塔算法的C语言实现[J]. 毋玉芝. 焦作大学学报. 2001(01)
[9]柴油机准维燃烧模型中经验参数确定的研究[J]. 邓名华,范维澄,于善颖. 内燃机学报. 2000(02)
[10]柴油机船舶推进装置的建模和实时仿真[J]. 王长林. 船舶工程. 1996(06)
博士论文
[1]轮机模拟器6S60MC柴油主机仿真系统与故障模拟[D]. 彭水生.大连海事大学 2000
硕士论文
[1]MAN ME系列船舶主机建模与仿真研究[D]. 李鸿瑞.大连海事大学 2014
[2]基于MATLAB/SIMULINK的船用柴油机仿真研究[D]. 张望.武汉理工大学 2013
[3]远洋船舶轮机模拟器智能柴油主机系统建模与操作仿真[D]. 任伟.武汉理工大学 2013
[4]柴油机工作过程三维数值模拟及配气相位优化研究[D]. 杨永涛.西南交通大学 2009
[5]直喷式柴油机NOx排放特性的模拟计算研究[D]. 王琦.江苏大学 2003
本文编号：3406380
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