船舶冷卻水系統(tǒng)的可視化仿真及其應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2022-11-04 17:17
隨著科技水平的不斷提高與交通運(yùn)輸業(yè)的持續(xù)發(fā)展,自動(dòng)化與智能化在現(xiàn)代船舶領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,這就對(duì)船舶管理者的水平提出了更高的要求。經(jīng)調(diào)查,百分之八十的事故起因都與操作不當(dāng)有關(guān)。因此加強(qiáng)船舶管理人員的技術(shù)知識(shí)水平和操作熟練程度至關(guān)重要。中央冷卻水系統(tǒng)作為船舶動(dòng)力裝置的重要組成部分,提高對(duì)中央冷卻水系統(tǒng)的維護(hù)與操作的熟練程度、保證冷卻水系統(tǒng)正常工作是船舶安全航行的重要保證。為此,國(guó)際海事組織在STCW公約中明確指出輪機(jī)模擬器為海員必須參加的考試項(xiàng)目。而目前國(guó)內(nèi)外各公司和高校研發(fā)的輪機(jī)模擬器中冷卻水仿真模擬系統(tǒng)完善程度都比較低,無(wú)法滿足更深層次的故障排查和考試訓(xùn)練。因此,開發(fā)設(shè)計(jì)一套既能滿足模擬器培訓(xùn)需要,又能實(shí)現(xiàn)故障排查和應(yīng)急處理的中央冷卻水仿真訓(xùn)練系統(tǒng)具有重要意義。首先,以某集裝箱船為母型船,根據(jù)中央冷卻水系統(tǒng)的組成及工作原理,采用模塊化建模方式分別建立低溫淡水系統(tǒng)、高溫淡水系統(tǒng)、海水系統(tǒng)、造水機(jī)四個(gè)模塊的數(shù)學(xué)模型;利用VC++6.0編寫了仿真計(jì)算程序,并得到了仿真計(jì)算結(jié)果;對(duì)比仿真計(jì)算結(jié)果與實(shí)船數(shù)據(jù)得到小于5%的誤差率,證明該仿真系統(tǒng)模型的正確性,達(dá)到了仿真訓(xùn)練的要求;開發(fā)了包括膨脹...
【文章頁(yè)數(shù)】:89 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外船舶冷卻水仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外船舶冷卻水仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)船舶冷卻水仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.3 冷卻水系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 船舶中央冷卻水系的數(shù)學(xué)建模
2.1 船舶中央冷卻水系統(tǒng)的組成和技術(shù)特點(diǎn)
2.2 船舶中央冷卻水系統(tǒng)的組成
2.2.1 海水系統(tǒng)
2.2.2 低溫淡水系統(tǒng)
2.2.3 高溫淡水冷卻系統(tǒng)
2.3 船舶中央冷卻水系統(tǒng)的管網(wǎng)數(shù)學(xué)模型
2.3.1 冷卻水管路計(jì)算原理
2.3.2 管網(wǎng)阻力損失計(jì)算
2.3.3 管網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.3.4 串并聯(lián)等效阻力簡(jiǎn)化計(jì)算
2.3.5 管網(wǎng)系統(tǒng)的水力計(jì)算模型
2.4 冷卻水泵的數(shù)學(xué)模型
2.4.1 離心泵的特性曲線
2.4.2 泵的并聯(lián)特性
2.5 中央冷卻水系統(tǒng)的熱力學(xué)模型
2.5.1 海水系統(tǒng)的熱力學(xué)模型
2.5.2 低溫淡水系統(tǒng)換熱模型
2.5.3 高溫淡水系統(tǒng)換熱模型
2.6 溫度控制單元模型
2.7 冷卻水系統(tǒng)部件數(shù)學(xué)模型
2.7.1 截止止回閥的數(shù)學(xué)模型
2.8 本章小結(jié)
3 中央冷卻水系統(tǒng)仿真模型計(jì)算和驗(yàn)證
3.1 Visual C++程序語(yǔ)言介紹
3.2 中央冷卻水系統(tǒng)計(jì)算模型的程序設(shè)計(jì)
3.3 調(diào)試界面設(shè)計(jì)與程序編寫
3.4 仿真程序的調(diào)試
3.5 仿真結(jié)果分析
3.6 本章小結(jié)
4 中央冷卻水仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的開發(fā)
4.1 PROSIMS仿真平臺(tái)概述
4.1.1 仿真平臺(tái)的組成
4.1.2 仿真平臺(tái)的結(jié)構(gòu)框架及運(yùn)行機(jī)制
4.2 中央冷卻水仿真系統(tǒng)的可視化操作界面程序設(shè)計(jì)
4.2.1 界面的程序?qū)崿F(xiàn)
4.3 中央冷卻水系統(tǒng)界面與仿真模型的關(guān)聯(lián)和調(diào)試
4.3.1 仿真模型融入平臺(tái)后的調(diào)試
4.3.2 仿真模型的變量關(guān)聯(lián)
4.4 仿真訓(xùn)練系統(tǒng)與輪機(jī)模擬平臺(tái)的融合
4.5 本章小結(jié)
5 故障模擬與自動(dòng)評(píng)估算法研究
5.1 故障模擬
5.2 自動(dòng)評(píng)估算法
5.3 評(píng)估算法
5.3.1 結(jié)束檢測(cè)算法
5.3.2 實(shí)時(shí)檢測(cè)算法
5.3.3 條件檢測(cè)算法
5.4 智能考試系統(tǒng)的組成
5.4.1 考務(wù)平臺(tái)
5.4.2 試題編輯器
5.5 冷卻水系統(tǒng)考試試題驗(yàn)證
5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]船用造水機(jī)在海洋石油生產(chǎn)設(shè)施中的應(yīng)用研究[J]. 楊天郁. 新技術(shù)新工藝. 2019(07)
[2]主機(jī)冷卻水高溫故障案例分析和處理[J]. 彭二良. 設(shè)備管理與維修. 2019(02)
[3]典型機(jī)艙1301滅火系統(tǒng)管網(wǎng)流速及濃度分布仿真計(jì)算[J]. 嚴(yán)震海,胡洋洋,武紅梅,楊滿江. 船海工程. 2018(06)
[4]中外輪機(jī)模擬器對(duì)比分析[J]. 張勇亮,張均東. 中國(guó)水運(yùn)(下半月). 2018(11)
[5]多泵并聯(lián)離心水泵節(jié)能控制方法[J]. 李承泳. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2018(04)
[6]水泵并聯(lián)的計(jì)算及其在取水工程中的應(yīng)用[J]. 李志鋒,張慶杰. 科技視界. 2015(35)
[7]特種純水供水系統(tǒng)中沿程阻力損失計(jì)算公式的選取[J]. 譚立國(guó). 中國(guó)給水排水. 2015(20)
[8]航海技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生適任性綜合評(píng)價(jià)研究[J]. 代其兵,史國(guó)友,謝寶峰. 南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(01)
[9]基于模糊綜合評(píng)判的輪機(jī)模擬器智能評(píng)估系統(tǒng)[J]. 曹輝,馬玉鑫,賈寶柱. 大連海事大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[10]船舶管網(wǎng)系統(tǒng)水力特性研究及其應(yīng)用[J]. 宋振國(guó),蔣丁宇,張曉濱. 中國(guó)艦船研究. 2014(04)
博士論文
[1]船舶柴油推進(jìn)裝置多工況數(shù)學(xué)模型及輪機(jī)實(shí)操評(píng)估系統(tǒng)研究[D]. 張巧芬.大連海事大學(xué) 2016
碩士論文
[1]船舶冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)及程序開發(fā)[D]. 蘭志新.大連理工大學(xué) 2018
[2]船舶中央冷卻水系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模與仿真研究[D]. 宋昌健.大連海事大學(xué) 2018
[3]船舶冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D]. 張達(dá).上海交通大學(xué) 2017
[4]船舶滑油系統(tǒng)建模與仿真研究[D]. 季昌鵬.大連海事大學(xué) 2017
[5]海洋運(yùn)輸在“一帶一路”戰(zhàn)略中的地位研究[D]. 郝雨濃.大連海事大學(xué) 2017
[6]船舶中央冷卻系統(tǒng)仿真與智能控制研究[D]. 唐強(qiáng).上海交通大學(xué) 2015
[7]船舶造水機(jī)系統(tǒng)仿真軟件的設(shè)計(jì)與研究[D]. 王洪普.大連海事大學(xué) 2015
[8]船舶主機(jī)電控氣缸注油系統(tǒng)仿真研究與應(yīng)用[D]. 王治強(qiáng).大連海事大學(xué) 2015
[9]基于H∞理論的船舶冷卻水控制系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)[D]. 王丁.上海交通大學(xué) 2014
[10]船舶燃油輸送系統(tǒng)管網(wǎng)仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)與開發(fā)[D]. 李力.華中科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3701015
【文章頁(yè)數(shù)】:89 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外船舶冷卻水仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外船舶冷卻水仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)船舶冷卻水仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.3 冷卻水系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 船舶中央冷卻水系的數(shù)學(xué)建模
2.1 船舶中央冷卻水系統(tǒng)的組成和技術(shù)特點(diǎn)
2.2 船舶中央冷卻水系統(tǒng)的組成
2.2.1 海水系統(tǒng)
2.2.2 低溫淡水系統(tǒng)
2.2.3 高溫淡水冷卻系統(tǒng)
2.3 船舶中央冷卻水系統(tǒng)的管網(wǎng)數(shù)學(xué)模型
2.3.1 冷卻水管路計(jì)算原理
2.3.2 管網(wǎng)阻力損失計(jì)算
2.3.3 管網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.3.4 串并聯(lián)等效阻力簡(jiǎn)化計(jì)算
2.3.5 管網(wǎng)系統(tǒng)的水力計(jì)算模型
2.4 冷卻水泵的數(shù)學(xué)模型
2.4.1 離心泵的特性曲線
2.4.2 泵的并聯(lián)特性
2.5 中央冷卻水系統(tǒng)的熱力學(xué)模型
2.5.1 海水系統(tǒng)的熱力學(xué)模型
2.5.2 低溫淡水系統(tǒng)換熱模型
2.5.3 高溫淡水系統(tǒng)換熱模型
2.6 溫度控制單元模型
2.7 冷卻水系統(tǒng)部件數(shù)學(xué)模型
2.7.1 截止止回閥的數(shù)學(xué)模型
2.8 本章小結(jié)
3 中央冷卻水系統(tǒng)仿真模型計(jì)算和驗(yàn)證
3.1 Visual C++程序語(yǔ)言介紹
3.2 中央冷卻水系統(tǒng)計(jì)算模型的程序設(shè)計(jì)
3.3 調(diào)試界面設(shè)計(jì)與程序編寫
3.4 仿真程序的調(diào)試
3.5 仿真結(jié)果分析
3.6 本章小結(jié)
4 中央冷卻水仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的開發(fā)
4.1 PROSIMS仿真平臺(tái)概述
4.1.1 仿真平臺(tái)的組成
4.1.2 仿真平臺(tái)的結(jié)構(gòu)框架及運(yùn)行機(jī)制
4.2 中央冷卻水仿真系統(tǒng)的可視化操作界面程序設(shè)計(jì)
4.2.1 界面的程序?qū)崿F(xiàn)
4.3 中央冷卻水系統(tǒng)界面與仿真模型的關(guān)聯(lián)和調(diào)試
4.3.1 仿真模型融入平臺(tái)后的調(diào)試
4.3.2 仿真模型的變量關(guān)聯(lián)
4.4 仿真訓(xùn)練系統(tǒng)與輪機(jī)模擬平臺(tái)的融合
4.5 本章小結(jié)
5 故障模擬與自動(dòng)評(píng)估算法研究
5.1 故障模擬
5.2 自動(dòng)評(píng)估算法
5.3 評(píng)估算法
5.3.1 結(jié)束檢測(cè)算法
5.3.2 實(shí)時(shí)檢測(cè)算法
5.3.3 條件檢測(cè)算法
5.4 智能考試系統(tǒng)的組成
5.4.1 考務(wù)平臺(tái)
5.4.2 試題編輯器
5.5 冷卻水系統(tǒng)考試試題驗(yàn)證
5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]船用造水機(jī)在海洋石油生產(chǎn)設(shè)施中的應(yīng)用研究[J]. 楊天郁. 新技術(shù)新工藝. 2019(07)
[2]主機(jī)冷卻水高溫故障案例分析和處理[J]. 彭二良. 設(shè)備管理與維修. 2019(02)
[3]典型機(jī)艙1301滅火系統(tǒng)管網(wǎng)流速及濃度分布仿真計(jì)算[J]. 嚴(yán)震海,胡洋洋,武紅梅,楊滿江. 船海工程. 2018(06)
[4]中外輪機(jī)模擬器對(duì)比分析[J]. 張勇亮,張均東. 中國(guó)水運(yùn)(下半月). 2018(11)
[5]多泵并聯(lián)離心水泵節(jié)能控制方法[J]. 李承泳. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2018(04)
[6]水泵并聯(lián)的計(jì)算及其在取水工程中的應(yīng)用[J]. 李志鋒,張慶杰. 科技視界. 2015(35)
[7]特種純水供水系統(tǒng)中沿程阻力損失計(jì)算公式的選取[J]. 譚立國(guó). 中國(guó)給水排水. 2015(20)
[8]航海技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生適任性綜合評(píng)價(jià)研究[J]. 代其兵,史國(guó)友,謝寶峰. 南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(01)
[9]基于模糊綜合評(píng)判的輪機(jī)模擬器智能評(píng)估系統(tǒng)[J]. 曹輝,馬玉鑫,賈寶柱. 大連海事大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[10]船舶管網(wǎng)系統(tǒng)水力特性研究及其應(yīng)用[J]. 宋振國(guó),蔣丁宇,張曉濱. 中國(guó)艦船研究. 2014(04)
博士論文
[1]船舶柴油推進(jìn)裝置多工況數(shù)學(xué)模型及輪機(jī)實(shí)操評(píng)估系統(tǒng)研究[D]. 張巧芬.大連海事大學(xué) 2016
碩士論文
[1]船舶冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)及程序開發(fā)[D]. 蘭志新.大連理工大學(xué) 2018
[2]船舶中央冷卻水系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模與仿真研究[D]. 宋昌健.大連海事大學(xué) 2018
[3]船舶冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D]. 張達(dá).上海交通大學(xué) 2017
[4]船舶滑油系統(tǒng)建模與仿真研究[D]. 季昌鵬.大連海事大學(xué) 2017
[5]海洋運(yùn)輸在“一帶一路”戰(zhàn)略中的地位研究[D]. 郝雨濃.大連海事大學(xué) 2017
[6]船舶中央冷卻系統(tǒng)仿真與智能控制研究[D]. 唐強(qiáng).上海交通大學(xué) 2015
[7]船舶造水機(jī)系統(tǒng)仿真軟件的設(shè)計(jì)與研究[D]. 王洪普.大連海事大學(xué) 2015
[8]船舶主機(jī)電控氣缸注油系統(tǒng)仿真研究與應(yīng)用[D]. 王治強(qiáng).大連海事大學(xué) 2015
[9]基于H∞理論的船舶冷卻水控制系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)[D]. 王丁.上海交通大學(xué) 2014
[10]船舶燃油輸送系統(tǒng)管網(wǎng)仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)與開發(fā)[D]. 李力.華中科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3701015
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