舰船小型分布式动力装置振动噪声分析及布置优化
发布时间：2022-10-15 17:49
汽轮发电机组作为舰船的动力装置,也是舰船振动噪声主要来源。舰船在低速航行时,结构噪声在全船声辐射中占主要作用,需要进行严格控制,减小船舶动力装置的振动是降低舰船振动噪声不可或缺的重要内容。传统舰船动力装置采用的汽轮发电机组工作时转速偏低,机组功率密度偏低,低频振动难以控制,振动能量大,是舰艇主要振动噪声源之一,同时,由于机组功率大,外形尺寸偏大,后期出舱维护困难较大。相比于传统大型汽轮发电机组,小型径流式汽轮发电机组具有整机外形尺寸小、重量轻、制造工艺与方法简单、低振动,低噪音,寿命长等诸多优点。采用多台小型高速径流式汽轮发电机组并分布布置,通过优化布局,可显著降低汽发机组整体振动。本文基于汽轮发电机组典型激励（不平衡激励、汽流激励、电磁激励）机理,开展在耦合激励作用下两种汽轮发电机组振动特性研究,基于有限元分析理论,建立两种汽轮发电机组轴系简化模型,分析两种汽轮发电机组轴系刚性支撑、弹性支撑下前两阶模态,开展不平衡激励、汽流激励、电磁激励共同作用下两种汽轮发电机组轴系振动特性仿真分析。依据耦合激励作用下两种汽轮发电机组轴系振动特性计算结果,结合汽轮发电机组结构进气参数,建立两种不同功...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 舰船动力装置减振技术国内外研究现状
1.2.1 隔振系统发展
1.2.2 微型燃气轮机发展
1.3 本文的主要研究内容
第二章 汽轮发电机组典型激励特性研究
2.1 引言
2.2 不平衡激励力分析
2.3 汽流激励力分析
2.4 电磁激励力分析
2.5 简单转子-轴承系统动力学特性研究
2.5.1 不平衡激励动力学特性分析
2.5.2 不平衡激励和汽流激励耦合作用动力学特性分析
2.5.3 不平衡激励和电磁激励耦合作用动力学特性分析
2.6 本章小结
第三章 典型激励作用下汽轮发电机组振动特性分析
3.1 引言
3.2 典型激励作用下小型高速汽轮发电机组振动特性分析
3.2.1 小型高速汽轮发电机组转子模态计算
3.2.2 耦合激励力作用下小型高速汽轮发电机转子振动响应分析
3.3 典型激励作用下大型汽轮发电机组振动特性分析
3.3.1 大型汽轮发电机组转子模态计算
3.3.2 耦合激励力作用下大型汽轮发电机组转子振动响应分析
3.4 本章小结
第四章 舰船动力系统振动噪声分析
4.1 引言
4.2 谐响应分析基本理论
4.3 动力系统组合件建模
4.3.1 小型高速径流式汽轮发电机组模型
4.3.2 大型径轴流混合式汽轮发电机模型
4.3.3 浮筏隔振模型
4.4 动力系统整机建模
4.4.1 分布式小型高速汽轮发电机组动力系统模型
4.4.2 大型汽轮发电机组动力系统模型
4.5 舰船动力系统振动特性分析
4.5.1 分布式小型汽轮发电机组动力系统谐响应分析
4.5.2 大型汽轮发电机组动力系统噪谐响应分析
4.6 分布式小型高速汽轮发电机组减振效果
4.7 本章小结
第五章 分布式小型高速汽轮发电机组布置方案优化设计
5.1 引言
5.2 汽轮机分布位置对浮筏振动特性的影响
5.2.1 竖向对称型方案
5.2.2 竖向紧凑型方案
5.2.3 横向规律型方案
5.3 分布式小型高速汽轮发电机组优化布置方案
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]双层气囊隔振装置多目标协同姿态控制方法[J]. 卜文俊,施亮,何琳,徐伟. 国防科技大学学报. 2019(06)
[2]整体式与分布式隔振系统隔振效果试验对比[J]. 张伟,周相荣,张博,贺华. 船舶工程. 2019(S2)
[3]电动汽车微型燃气轮机增程器性能仿真与起动控制的研究[J]. 姬芬竹,谷可帅,丁元章,周红峰. 汽车工程. 2016(06)
[4]微型燃机冷热电三联供系统优化设计[J]. 高威,王玉璋,翁一武. 科学技术与工程. 2014(09)
[5]主动式自调谐吸振器在浮筏隔振系统中的应用[J]. 宋港,陈卫东. 噪声与振动控制. 2012(03)
[6]基于MATLAB双层隔振系统设计[J]. 仇远旺,章炜,郑发彬,丁志龙. 机电技术. 2008(04)
[7]微燃机在分布式能量系统中的应用及发展[J]. 陶德安,段立强,杨勇平. 现代电力. 2007(05)
[8]多扰动源下的船舶水泵机组隔振浮筏特性研究[J]. 富喜,王国治. 华东船舶工业学院学报(自然科学版). 2005(04)
[9]平置板式主动浮筏系统的隔振研究[J]. 牛军川,宋孔杰,赵国群. 机械工程学报. 2004(05)
[10]叶轮偏心引起的气流激振力的研究[J]. 丁学俊,王刚,冯慧雯,郑楚光,黄树红. 机械科学与技术. 2003(S1)
博士论文
[1]微型燃气轮机控制与电力变换系统研究[D]. 耿加民.东北大学 2009
硕士论文
[1]基于功率流分析的双层隔振系统半主动开关控制算法研究[D]. 王喆.浙江工业大学 2019
[2]动力机组双层隔振系统半主动模糊控制研究[D]. 王伟江.西南交通大学 2019
本文编号：3691759
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 舰船动力装置减振技术国内外研究现状
1.2.1 隔振系统发展
1.2.2 微型燃气轮机发展
1.3 本文的主要研究内容
第二章 汽轮发电机组典型激励特性研究
2.1 引言
2.2 不平衡激励力分析
2.3 汽流激励力分析
2.4 电磁激励力分析
2.5 简单转子-轴承系统动力学特性研究
2.5.1 不平衡激励动力学特性分析
2.5.2 不平衡激励和汽流激励耦合作用动力学特性分析
2.5.3 不平衡激励和电磁激励耦合作用动力学特性分析
2.6 本章小结
第三章 典型激励作用下汽轮发电机组振动特性分析
3.1 引言
3.2 典型激励作用下小型高速汽轮发电机组振动特性分析
3.2.1 小型高速汽轮发电机组转子模态计算
3.2.2 耦合激励力作用下小型高速汽轮发电机转子振动响应分析
3.3 典型激励作用下大型汽轮发电机组振动特性分析
3.3.1 大型汽轮发电机组转子模态计算
3.3.2 耦合激励力作用下大型汽轮发电机组转子振动响应分析
3.4 本章小结
第四章 舰船动力系统振动噪声分析
4.1 引言
4.2 谐响应分析基本理论
4.3 动力系统组合件建模
4.3.1 小型高速径流式汽轮发电机组模型
4.3.2 大型径轴流混合式汽轮发电机模型
4.3.3 浮筏隔振模型
4.4 动力系统整机建模
4.4.1 分布式小型高速汽轮发电机组动力系统模型
4.4.2 大型汽轮发电机组动力系统模型
4.5 舰船动力系统振动特性分析
4.5.1 分布式小型汽轮发电机组动力系统谐响应分析
4.5.2 大型汽轮发电机组动力系统噪谐响应分析
4.6 分布式小型高速汽轮发电机组减振效果
4.7 本章小结
第五章 分布式小型高速汽轮发电机组布置方案优化设计
5.1 引言
5.2 汽轮机分布位置对浮筏振动特性的影响
5.2.1 竖向对称型方案
5.2.2 竖向紧凑型方案
5.2.3 横向规律型方案
5.3 分布式小型高速汽轮发电机组优化布置方案
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]双层气囊隔振装置多目标协同姿态控制方法[J]. 卜文俊,施亮,何琳,徐伟. 国防科技大学学报. 2019(06)
[2]整体式与分布式隔振系统隔振效果试验对比[J]. 张伟,周相荣,张博,贺华. 船舶工程. 2019(S2)
[3]电动汽车微型燃气轮机增程器性能仿真与起动控制的研究[J]. 姬芬竹,谷可帅,丁元章,周红峰. 汽车工程. 2016(06)
[4]微型燃机冷热电三联供系统优化设计[J]. 高威,王玉璋,翁一武. 科学技术与工程. 2014(09)
[5]主动式自调谐吸振器在浮筏隔振系统中的应用[J]. 宋港,陈卫东. 噪声与振动控制. 2012(03)
[6]基于MATLAB双层隔振系统设计[J]. 仇远旺,章炜,郑发彬,丁志龙. 机电技术. 2008(04)
[7]微燃机在分布式能量系统中的应用及发展[J]. 陶德安,段立强,杨勇平. 现代电力. 2007(05)
[8]多扰动源下的船舶水泵机组隔振浮筏特性研究[J]. 富喜,王国治. 华东船舶工业学院学报(自然科学版). 2005(04)
[9]平置板式主动浮筏系统的隔振研究[J]. 牛军川,宋孔杰,赵国群. 机械工程学报. 2004(05)
[10]叶轮偏心引起的气流激振力的研究[J]. 丁学俊,王刚,冯慧雯,郑楚光,黄树红. 机械科学与技术. 2003(S1)
博士论文
[1]微型燃气轮机控制与电力变换系统研究[D]. 耿加民.东北大学 2009
硕士论文
[1]基于功率流分析的双层隔振系统半主动开关控制算法研究[D]. 王喆.浙江工业大学 2019
[2]动力机组双层隔振系统半主动模糊控制研究[D]. 王伟江.西南交通大学 2019
本文编号：3691759
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