船舶柴油机燃油系统的建模和仿真研究.pdfVIP

中文摘要 摘要 船舶轮机模拟器作为现代航海教育设施，可以用以快速有效地培养现代轮机 管理人员。船舶动力装置是船舶的核心，燃油系统是船舶动力装置的重要组成部 分。燃油系统的建模仿真研究对于提高轮机模拟器的仿真精度和逼真度具有重要 意义。 通过对燃油系统深入详细的分析，作者应用热力学和工程流体力学等相关理 论建立了较为完整的船舶柴油机燃油系统数学模型，并详细讨论了系统中管路、 泵、换热器，流量计等建模方法。建立了船舶燃油系统的管网方程组，采用矩阵 方法计算网络中每个支路的流量和节点压力。针对复杂的管网方程组的计算问题， 对高斯消去法和稀疏矩阵运算等方法，分别进行了分析和研究。计算结果表明稀 疏矩阵运算方法减少了求解矩阵方程的存储量和计算量。 将稀疏矩阵运算方法用于船舶柴油机燃油仿真系统中，开发了可视化的船舶 燃油仿真软件。通过分布式的仿真平台实现了仿真模型与操作界面的结合。此船 舶燃油系统仿真软件包括燃油装填、驳运、主机以及付机的燃油供给系统。具有 阀门操作、燃油黏度手动／自动控制、油柜加热等多种控制功能。 仿真结果表明，本文应用的稀疏矩阵解算船舶复杂管网方法适合实时仿真计 算。随着燃油管路中的阀门和泵等状态改变，能迅速准确的计算出各个节点压力 和管道流量。在保证精度的前提下，节省了计算时间，提高了整个轮机模拟器仿 真系统的仿真精度和逼真度。船舶燃油仿真系统已成功应用于DMS一2006大型全功 能轮机模拟器中。本文提出的稀疏矩阵求解的方法同样适用于其他不可压缩流体 管嘲的仿真运算。 关键字：轮机模拟器；燃油系统；稀疏矩阵；管网计算 英文摘要 andSimulationforFuelOil of Modeling Study System MarineDiesel Engine Abstract Asamodem for simulatoris usedfor technologynavigation，Enginewidely is allaroundtheworld．Marine thecornof cultivatingengineoperator powerplant ships． Andfueloil isthemainofMarine researchoffueloil power system part plant．The stimulationthe ofthe of simulatoL system promotesimprovementfidelityEngine Basedonthedetailed offueloil establishesa analysis system，thispaper relatively mathematicalmodelofthe relatedtheoriesofthermo complete systembyusing mechanics fluidmechanics．Thefurthertodiscussthe and en