船舶冷却水系统的可视化仿真及其应用研究

发布时间：2022-11-04 17:17

　　随着科技水平的不断提高与交通运输业的持续发展,自动化与智能化在现代船舶领域的应用越来越广泛,这就对船舶管理者的水平提出了更高的要求。经调查,百分之八十的事故起因都与操作不当有关。因此加强船舶管理人员的技术知识水平和操作熟练程度至关重要。中央冷却水系统作为船舶动力装置的重要组成部分,提高对中央冷却水系统的维护与操作的熟练程度、保证冷却水系统正常工作是船舶安全航行的重要保证。为此,国际海事组织在STCW公约中明确指出轮机模拟器为海员必须参加的考试项目。而目前国内外各公司和高校研发的轮机模拟器中冷却水仿真模拟系统完善程度都比较低,无法满足更深层次的故障排查和考试训练。因此,开发设计一套既能满足模拟器培训需要,又能实现故障排查和应急处理的中央冷却水仿真训练系统具有重要意义。首先,以某集装箱船为母型船,根据中央冷却水系统的组成及工作原理,采用模块化建模方式分别建立低温淡水系统、高温淡水系统、海水系统、造水机四个模块的数学模型;利用VC++6.0编写了仿真计算程序,并得到了仿真计算结果;对比仿真计算结果与实船数据得到小于5%的误差率,证明该仿真系统模型的正确性,达到了仿真训练的要求;开发了包括膨胀... 

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外船舶冷却水仿真训练系统的研究现状
        1.2.1 国外船舶冷却水仿真训练系统的研究现状
        1.2.2 国内船舶冷却水仿真训练系统的研究现状
    1.3 冷却水系统的发展现状
    1.4 本文主要研究内容
2 船舶中央冷却水系的数学建模
    2.1 船舶中央冷却水系统的组成和技术特点
    2.2 船舶中央冷却水系统的组成
        2.2.1 海水系统
        2.2.2 低温淡水系统
        2.2.3 高温淡水冷却系统
    2.3 船舶中央冷却水系统的管网数学模型
        2.3.1 冷却水管路计算原理
        2.3.2 管网阻力损失计算
        2.3.3 管网系统的数学模型
        2.3.4 串并联等效阻力简化计算
        2.3.5 管网系统的水力计算模型
    2.4 冷却水泵的数学模型
        2.4.1 离心泵的特性曲线
        2.4.2 泵的并联特性
    2.5 中央冷却水系统的热力学模型
        2.5.1 海水系统的热力学模型
        2.5.2 低温淡水系统换热模型
        2.5.3 高温淡水系统换热模型
    2.6 温度控制单元模型
    2.7 冷却水系统部件数学模型
        2.7.1 截止止回阀的数学模型
    2.8 本章小结
3 中央冷却水系统仿真模型计算和验证
    3.1 Visual C++程序语言介绍
    3.2 中央冷却水系统计算模型的程序设计
    3.3 调试界面设计与程序编写
    3.4 仿真程序的调试
    3.5 仿真结果分析
    3.6 本章小结
4 中央冷却水仿真训练系统的开发
    4.1 PROSIMS仿真平台概述
        4.1.1 仿真平台的组成
        4.1.2 仿真平台的结构框架及运行机制
    4.2 中央冷却水仿真系统的可视化操作界面程序设计
        4.2.1 界面的程序实现
    4.3 中央冷却水系统界面与仿真模型的关联和调试
        4.3.1 仿真模型融入平台后的调试
        4.3.2 仿真模型的变量关联
    4.4 仿真训练系统与轮机模拟平台的融合
    4.5 本章小结
5 故障模拟与自动评估算法研究
    5.1 故障模拟
    5.2 自动评估算法
    5.3 评估算法
        5.3.1 结束检测算法
        5.3.2 实时检测算法
        5.3.3 条件检测算法
    5.4 智能考试系统的组成
        5.4.1 考务平台
        5.4.2 试题编辑器
    5.5 冷却水系统考试试题验证
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]船用造水机在海洋石油生产设施中的应用研究[J]. 杨天郁.  新技术新工艺. 2019(07)
[2]主机冷却水高温故障案例分析和处理[J]. 彭二良.  设备管理与维修. 2019(02)
[3]典型机舱1301灭火系统管网流速及浓度分布仿真计算[J]. 严震海,胡洋洋,武红梅,杨满江.  船海工程. 2018(06)
[4]中外轮机模拟器对比分析[J]. 张勇亮,张均东.  中国水运(下半月). 2018(11)
[5]多泵并联离心水泵节能控制方法[J]. 李承泳.  建筑热能通风空调. 2018(04)
[6]水泵并联的计算及其在取水工程中的应用[J]. 李志锋,张庆杰.  科技视界. 2015(35)
[7]特种纯水供水系统中沿程阻力损失计算公式的选取[J]. 谭立国.  中国给水排水. 2015(20)
[8]航海技术专业毕业生适任性综合评价研究[J]. 代其兵,史国友,谢宝峰.  南通航运职业技术学院学报. 2015(01)
[9]基于模糊综合评判的轮机模拟器智能评估系统[J]. 曹辉,马玉鑫,贾宝柱.  大连海事大学学报. 2015(01)
[10]船舶管网系统水力特性研究及其应用[J]. 宋振国,蒋丁宇,张晓滨.  中国舰船研究. 2014(04)

博士论文
[1]船舶柴油推进装置多工况数学模型及轮机实操评估系统研究[D]. 张巧芬.大连海事大学 2016

硕士论文
[1]船舶冷却水系统设计关键技术及程序开发[D]. 兰志新.大连理工大学 2018
[2]船舶中央冷却水系统数学建模与仿真研究[D]. 宋昌健.大连海事大学 2018
[3]船舶冷却水系统设计与研究[D]. 张达.上海交通大学 2017
[4]船舶滑油系统建模与仿真研究[D]. 季昌鹏.大连海事大学 2017
[5]海洋运输在“一带一路”战略中的地位研究[D]. 郝雨浓.大连海事大学 2017
[6]船舶中央冷却系统仿真与智能控制研究[D]. 唐强.上海交通大学 2015
[7]船舶造水机系统仿真软件的设计与研究[D]. 王洪普.大连海事大学 2015
[8]船舶主机电控气缸注油系统仿真研究与应用[D]. 王治强.大连海事大学 2015
[9]基于H∞理论的船舶冷却水控制系统的仿真设计[D]. 王丁.上海交通大学 2014
[10]船舶燃油输送系统管网仿真平台设计与开发[D]. 李力.华中科技大学 2012



本文编号：3701015