大型船舶推進系統(tǒng)的動力學建模與狀態(tài)監(jiān)測方法研究.pdf

1、船舶作為水上基本交通工具，是人類開發(fā)探索海洋世界不可或缺的重要組成。近年來，隨著船舶噸位的不斷擴大，大型船舶安全事故頻發(fā)，造成了巨大的生命財產損失以及嚴重的海洋環(huán)境污染。這使人們對大型船舶安全可靠運行密切關注;作為船舶動力心臟的推進系統(tǒng)，其安全可靠狀態(tài)與高效運行水平順理成章成為關注重點，特別是關注在復雜海洋環(huán)境中波浪-船體-推進系+統(tǒng)三者的復雜動力學耦合問題，需要解決大型船舶的大尺度效應、多參數(shù)耦合作用以及不確定航行環(huán)境與狀態(tài)對船舶推進

2、系統(tǒng)影響的理論問題，并探索通過改善推進系統(tǒng)的自適應性和工作可靠性來提升船舶航行性能的方法。
　　 本論文以大型船舶的推進系統(tǒng)為研究對象，通過大型船舶船體-推進系統(tǒng)-外載荷耦合動力學理論研究，揭示推進系統(tǒng)與船體、外載荷耦合作用關系，在此基礎上，提出相應的推進系統(tǒng)運行工況實時監(jiān)測的關鍵技術，解決影響大型船舶推進裝置安全、可靠、高效的基礎理論與解決方法，為大型船舶在復雜海洋航行環(huán)境中的航行性能提升提供理論支持。本文主要研究內容和成果如

3、下:
　　 (1)提出了大型船舶船體-推進系統(tǒng)-外載荷耦合動力學的基礎理論和計算方法。所建立的耦合動力學理論模型綜合考慮了船體與波浪，螺旋槳與波浪，船體與推進軸系，軸系與主機以及螺旋槳等各個因素間的相互耦合，并利用模態(tài)疊加方法提出了耦合系統(tǒng)數(shù)值解方法，通過數(shù)值模擬計算，初步系統(tǒng)地分析了耦合系統(tǒng)對推進系統(tǒng)動態(tài)響應的影響，探討了模型參數(shù)對耦合系統(tǒng)響應的作用，總結了在船舶推進系統(tǒng)設計建造過程中應該遵守的一般規(guī)律。
　　 (2)

4、為保證船舶航行的能效提升和安全可靠性，研究了船舶主機典型故障的遠程監(jiān)測與診斷方法。在研究船舶主機運行特征及故障特點的基礎上，深入研究了船舶主機燃燒故障的遠程診斷技術;在論述遠程故障診斷的研究內容、研究意義與技術創(chuàng)新關系的基礎上，提出了基于壓縮感知數(shù)據(jù)存儲與傳輸和盲源信號分離理論的船舶主機燃燒故障遠程診斷方法;提出了基于Wigner雙譜與核獨立分量分析(KICA)相結合的故障信號關鍵特征提取方法，通過數(shù)值仿真與工程實踐驗證了所提出的診斷技