本文關鍵詞：船舶冷卻水管網系統(tǒng)建模與仿真研究

  更多相關文章： 管網系統(tǒng) 圖論 水力計算 Silverlight 仿真

【摘要】：本文以“育鵬”輪的冷卻水管網系統(tǒng)為研究對象,依據(jù)流體力學和圖論理論,對其進行數(shù)學建模水力計算和軟件仿真。首先,依據(jù)恒定流的剛性理論,對管網系統(tǒng)中的冷卻水流態(tài)進行水力分析,建立管路和附件的水力計算數(shù)學模型。其次,引入圖論相關理論知識,建立管網系統(tǒng)的圖模型,得到矩陣形式的穩(wěn)態(tài)水力學方程組。再次,研究冷卻水系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)工況下的管段流量解法、節(jié)點壓力解法和環(huán)方程解法,其中求解環(huán)能量方程法包含Hardy-Cross法和圖論算法。針對不同方法,在MATLAB中編程,實現(xiàn)管網的計算和與實際系統(tǒng)的對比,提出可自整定連枝流量校正系數(shù)的圖論算法,該方法具有計算量少、收斂速度快的特點,在實際仿真中具有顯著的優(yōu)勢。在完成穩(wěn)態(tài)工況下水力計算方法的優(yōu)化后,針對輪機模擬器動態(tài)仿真的需求,建立非穩(wěn)態(tài)管網的水力計算數(shù)學模型,給出了實時求解方法,以實際管網為例,實現(xiàn)了管網水泵啟動和閥門改變等不同工況時的非穩(wěn)態(tài)仿真計算。最后,根據(jù)實船資料,建立高低溫淡水系統(tǒng)和海水系統(tǒng)的圖模型和數(shù)學模型。在Silverlight平臺下,使用XAML和C#語言分別進行冷卻水管網系統(tǒng)仿真界面設計和水力計算等程序設計,實現(xiàn)了冷卻水系統(tǒng)網絡化的動態(tài)仿真。
【關鍵詞】：管網系統(tǒng) 圖論 水力計算 Silverlight 仿真
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U664.84
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 選題的背景和意義9-10
• 1.2 國內外現(xiàn)狀分析10-12
• 1.3 主要研究內容12-13
• 第2章 船舶管流水力計算模型13-19
• 2.1 水力分析基礎13-14
• 2.2 管流水頭損失14-16
• 2.3 閥件模型16
• 2.4 水泵模型16-18
• 2.4.1 仿真模型16
• 2.4.2 特性系數(shù)的求解16-18
• 2.5 本章小結18-19
• 第3章 基于圖論的船舶穩(wěn)態(tài)管網建模19-30
• 3.1 船舶管網模型的建立19-21
• 3.1.1 管網系統(tǒng)的簡化19
• 3.1.2 管網模型元素19-20
• 3.1.3 管網模型的標識20-21
• 3.2 管網模型的拓撲特性21-26
• 3.2.1 管網圖的概念21
• 3.2.2 環(huán)狀管網和樹狀管網21-23
• 3.2.3 管網圖的矩陣形式23-26
• 3.3 管網圖水力計算公式26-29
• 3.3.1 節(jié)點流量方程組26-27
• 3.3.2 管段壓降方程組27-28
• 3.3.3 環(huán)能量方程組28-29
• 3.3.4 管網水力計算基本方程組29
• 3.4 本章小結29-30
• 第4章 船舶穩(wěn)態(tài)管網水力計算方法研究30-64
• 4.1 管網水力計算求解條件30
• 4.2 樹狀管網水力計算方法30-33
• 4.3 環(huán)狀管網水力計算方法33-63
• 4.3.1 單定壓節(jié)點管網水力分析33-55
• 4.3.2 多定壓節(jié)點管網水力分析55-63
• 4.4 本章小結63-64
• 第5章 船舶非穩(wěn)態(tài)管網水力分析64-72
• 5.1 船舶非穩(wěn)態(tài)管網數(shù)學模型64-65
• 5.2 非穩(wěn)態(tài)管網水力表達式65-66
• 5.3 連枝流量作為求解量的圖論方法66-68
• 5.3.1 管段流量水力表達式66
• 5.3.2 離散求解流量關系式66-67
• 5.3.3 管段流量的實時求解方法67-68
• 5.4 算例分析68-71
• 5.5 本章小結71-72
• 第6章 基于Silverlight的船舶冷卻水系統(tǒng)軟件設計72-83
• 6.1 Silverlight簡介72
• 6.2 冷卻水系統(tǒng)界面設計72-75
• 6.2.1 控件設計72-73
• 6.2.2 界面設計73-75
• 6.3 模型設計75-79
• 6.4 程序設計79-80
• 6.5 仿真結果80-82
• 6.6 本章小結82-83
• 第7章 結論83-84
• 參考文獻84-87
• 附錄87-90
• 附錄A 冷卻水系統(tǒng)關聯(lián)矩陣87-89
• 附錄B 冷卻水系統(tǒng)回路矩陣89-90
• 致謝90-91
• 研究生履歷91

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本文編號：1103197