噴水推進(jìn)系統(tǒng)主機(jī)加速性能仿真研究.pdf

1、噴水推進(jìn)技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)50年代以來開始成為國(guó)內(nèi)外船舶行業(yè)競(jìng)相研究的對(duì)象,在民用和軍用方面都獲得了長(zhǎng)足發(fā)展和廣泛應(yīng)用。開展噴水推進(jìn)系統(tǒng)的建模、仿真等數(shù)值模擬工作,再現(xiàn)系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)及動(dòng)態(tài)時(shí)的工作過程,揭示系統(tǒng)運(yùn)行的內(nèi)在機(jī)理,對(duì)于噴水推進(jìn)系統(tǒng)的研究、應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。
　　本文從噴水推進(jìn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、數(shù)學(xué)模型的建立與驗(yàn)證、故障狀態(tài)仿真等方面展開研究。首先簡(jiǎn)述了噴水推進(jìn)的基本工作原理、發(fā)展歷程以及國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)和研究狀況。在此基礎(chǔ)之上

2、將某型噴水推進(jìn)艦船作為具體的研究對(duì)象。分別在AMESim中建立了相繼增壓柴油機(jī)模型,在Simulink中建立了柴油機(jī)調(diào)速模型、噴水推進(jìn)泵模型以及船體運(yùn)動(dòng)模型。其次,根據(jù)柴油機(jī)的出廠實(shí)驗(yàn)和實(shí)船的航行數(shù)據(jù),對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。最后以AMESim和Simulink聯(lián)合仿真的形式對(duì)噴水推進(jìn)系統(tǒng)的加速性能以及增壓器故障對(duì)該船機(jī)動(dòng)性能的影響兩個(gè)方面進(jìn)行了研究。
　　首先,為滿足最大的加速機(jī)動(dòng)性要求,獲得了四機(jī)四泵模式下,在滿足主機(jī)負(fù)荷限制、

3、噴水泵空化限制、加速速率限制條件下的主機(jī)最大加速速率。其次,在部分推進(jìn)軸系工作時(shí),由于總推力的減小導(dǎo)致艦船加速過程緩慢,而加速速率不變,使得噴水泵工作在空化限制區(qū),因此需要設(shè)定此時(shí)的最高主機(jī)轉(zhuǎn)速,本文予以了計(jì)算。考慮到此時(shí)主機(jī)并未充分發(fā)揮其功率,本文進(jìn)一步探討了在雙機(jī)雙泵模式下分段加速和減小加速速率的可行性。結(jié)果表明分段加速導(dǎo)致控制過程復(fù)雜,而減倍加速速率同樣未能改善加速過程。最后,研究了單增壓器故障對(duì)艦船動(dòng)力性的影響,獲得了該故障態(tài)下