船舶冷卻水管網(wǎng)系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、本文以“育鵬”輪的冷卻水管網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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MAT

2、LAB中編程，實現(xiàn)管網(wǎng)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(wǎng)的水力計算數(shù)學模型，給出了實時求解方法，以實際管網(wǎng)為例，實現(xiàn)了管網(wǎng)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Silverligh