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舰船推进系统研究中的仿真技术

1 引言动力系统是舰艇的心脏 ,传统的设计方法主要是根据各设备的稳态性能来决定相互间的配合关系 ,通过联调试验进行调整 ,然后取较大的安全系数来保证其瞬态过程的安全。随着设计方法的进展 ,简单的稳态分析已远远不能满足系统设计的需要。尤其是新型的推进系统 ,不仅运行参数高 ,响应迅速 ,而且可控参数多 ,系统结构复杂多变。为此 ,必须深入研究推进系统的动态特性 ,作为推进系统设计 ,特别是控制系统优化设计的基础和前提。因而 ,推进系统仿真以其突出的优点日益受到轮机界的广泛重视。推进系统仿真 ,就是通过建立整个舰船推进系统和环境的数学模型 ,按不同的设计方案和要求在计算机上反复多次地模拟实船航行时遇到的和可能出现的各种工况 ,对整个推进系统进行计算机“联调”和“试航”。这种“联调”和“试航”无需复杂的设备和仪器 (仅需计算机即可 ) ,具有投资少、效益高、周期短、无风险、可重复等优点。本文以离线数字仿真角度出发 ,讨论仿真技术在舰船...  (本文共6页) 阅读全文>>

《造船技术》2001年05期
造船技术

舰船推进装置仿真技术的发展

1 引言  仿真 ,就是将被研究系统及其特征抽象成模型 ,通过对该系统模型的实验操作及实验结果的分析 ,探讨和推断对象本身所具有的性质及运动变化规律。舰船推进系统包括主机、传动设备、螺旋桨和船体 ,因而对于舰船推进装置的仿真也就是基于对这几部分的建模 ,然后进行仿真实验 ,根据仿真结果分析舰船动力装置的性能及控制规律。目前 ,推进系统及其自动控制的仿真是仿真技术在舰船动力装置中应用的一个主要方面。舰船推进装置运行工况变化范围大 ,可以从全速正车到全速倒车 ,本身具有非线性 ,因而无法简单地用线性理论去分析。由于运行工况的多变性 ,控制对象模型的多变性 ,以及优化指标的复杂性 ,最优控制困难很大。通过航行试验和台架试验 ,从理论上讲 ,也可以找出合理的控制策略 ,但周期长、耗费大 ,也无法作危及运行安全的实验 ,因而现代仿真技术在舰船推进装置中的应用成为必然。使用计算机仿真技术 ,周期短 ,投资少 ,改变实验方案容易 ,安全 ,重...  (本文共4页) 阅读全文>>

《船舶工程》2000年05期
船舶工程

舰船推进系统仿真中的柴油机数学模型

1 引言  柴油机推进是我国现代舰船最常用的推进型式。它在动力性和经济性方面有其独特的优点 ,但涡轮增压柴油机的瞬态性能较差。当柴油机在怠速空转时突然接排正车或倒车离合器 ,柴油机的转速会大幅度下降 ,甚至会失速停车 ;当柴油机带螺旋桨紧急加速时 ,循环喷油量急剧增加而造成燃油燃烧不完全 ,增压器还可能喘振等等。究其原因 ,是涡轮增压柴油机的惯性滞后 ,它包括由于气体的可压缩性和容积效应等造成的能量传递滞后和增压器本身的机械惯性滞后。在利用仿真技术研究舰船推进装置及其控制系统的动态性能时 ,必须考虑它们对整个系统动态性能的影响。涡轮增压柴油机作为推进系统的关键部件 ,它本身也是一个很复杂的系统 ,要建立它的精确仿真模型是很困难的。常规的方法是针对不同的研究目的 ,对柴油机的模型作不同程度的简化。在研究推进系统的动态性能时 ,我们仅关心柴油机外部性能参数的关系 ,如动态输出扭矩对油门齿条的响应 ,而忽略柴油机的内部热力过程。本文以...  (本文共6页) 阅读全文>>

《舰船电子工程》2009年07期
舰船电子工程

舰船推进装置虚拟训练技术研究

1引言随着现代舰船新技术的不断发展、新装备应用程度的不断提高,对舰员特别是机电部门操作使用和维护保养人员的要求越来越高[1]。在目前的机电部门人员培训中,由于装备结构原理复杂且造价昂贵,特别部分装备是通过进口的方式引进,难以在实装上完成对机电部门人员的培训或训练;而在实装上进行训练,需要许多实际装备的支持,在训练过程中有大量的工具、零件和材料的损耗,训练的成本较高,同时对于新装备,不能投入大量装备用于培训,其数量、机型和培训场地有限,受训人员的数量和操作时间难以保证,造成了训练工作的滞后[2]。因此,在充分研究CAD技术和虚拟现实技术等各种先进技术的基础上,尝试将各种先进技术运用到舰船推进装置训练中来,具有十分迫切的需求。本文通过建立舰船推进装置三维模型并根据建立的三维模型制作模型的拆卸动画、运动原理动画及虚拟拆装模型的方式使机电部门人员在不拆卸装备的情况下通过模型结构原理动画和对虚拟拆装模型的拆装训练达到熟悉并掌握装备结构原理...  (本文共4页) 阅读全文>>

《噪声与振动控制》1988年02期
噪声与振动控制

舰船推进轴系动力学开发研究展望

舰船推进轴系动力学,是研究轴系固有的 国外进行。据此,中船总公司技术部及时下达 动力学性质、作用于轴系上的动态力(力矩)和 了专题研究任务,并于1982~1986年先后完 轴系运动状态的变化及其所产生的应力之间关 成《船舶轴系程序系统 SCPS-I,SCPS—11。两 系的学科。它的主要任务是对轴系进行动力与 项成果,进行了推广应用,取得了一定的经济 强度的分析和设计,使之具有良好的动态性 效益和社会效益。 能,保证在运转转速范围内安全可靠地工作。但是,应该承认,巳经取得的成果从轴系 。因此,它的研究范畴主要包括:轴系的各种振 动力学的研究范畴来看还是第一步,它的成果 动和校中的计算和设计,综合动态因素的分析 也证明,依靠国内的科研力量,联合攻关方 及其评价,以及为确定相应参数的动态测试技 法,发挥各家所长,注意总体分析与设计,是 术的研究和测试结果的分析。一条较快发展今后科研的道路;它的经验还证 在柴油机动力装置的推进轴系中,...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中国造船》1990年01期
中国造船

舰船推进系统生命力加权模糊评估

舰船推进系统的生命力是指该系统在遭到武器攻击或遭遇海损事故时仍能保证舰船航行的能力。在遭到大破损的情况下,推进系统的生命力主要取决于它的配置。系统的生命力评估首要的是系统配置方案的生命力评估。一般是根据推进系统配优劣的准则,先作定性分析,然后再定量评估,以获得较准确的结论。在定量评估中,首先要确定舰船的主要威胁、评估权数及各种武器在各种攻击情况下系统的损伤概率模型,然后推导出系统损伤概率的综合加权评估数学模型。 1.舰船总体情况 给出设计水线长和满载排水量,并给出推进系统配置图。三部主机联线呈三角形,顶角朝船尾称后三角;顶角朝船首称前三角。图1为某猎潜艇推进系统后三角配置图。 2.破损假设乙仁困也血厄虱巨回l坯亚画O封。(,)叫R卜叫形R卜‘.咔卜图l推进系统后三角配置 假定该艇可能受到炮弹、炸弹、导弹、核武器攻击。攻击情况可分为:从左舷水下直接命中攻击;从右舷水下直接命中攻击;从空中直接命中攻;临界距离(使舰船不致遭毁灭的爆心...  (本文共5页) 阅读全文>>