噴水推進系統(tǒng)主機加速性能仿真研究.pdf

1、噴水推進技術從上個世紀50年代以來開始成為國內(nèi)外船舶行業(yè)競相研究的對象,在民用和軍用方面都獲得了長足發(fā)展和廣泛應用。開展噴水推進系統(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)及動態(tài)時的工作過程,揭示系統(tǒng)運行的內(nèi)在機理,對于噴水推進系統(tǒng)的研究、應用具有現(xiàn)實的指導意義。
　　本文從噴水推進系統(tǒng)的結構組成、數(shù)學模型的建立與驗證、故障狀態(tài)仿真等方面展開研究。首先簡述了噴水推進的基本工作原理、發(fā)展歷程以及國內(nèi)外的生產(chǎn)和研究狀況。在此基礎之上

2、將某型噴水推進艦船作為具體的研究對象。分別在AMESim中建立了相繼增壓柴油機模型,在Simulink中建立了柴油機調(diào)速模型、噴水推進泵模型以及船體運動模型。其次,根據(jù)柴油機的出廠實驗和實船的航行數(shù)據(jù),對系統(tǒng)模型進行了驗證。最后以AMESim和Simulink聯(lián)合仿真的形式對噴水推進系統(tǒng)的加速性能以及增壓器故障對該船機動性能的影響兩個方面進行了研究。
　　首先,為滿足最大的加速機動性要求,獲得了四機四泵模式下,在滿足主機負荷限制、

3、噴水泵空化限制、加速速率限制條件下的主機最大加速速率。其次,在部分推進軸系工作時,由于總推力的減小導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),因此需要設定此時的最高主機轉(zhuǎn)速,本文予以了計算?？紤]到此時主機并未充分發(fā)揮其功率,本文進一步探討了在雙機雙泵模式下分段加速和減小加速速率的可行性。結果表明分段加速導致控制過程復雜,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艦船動力性的影響,獲得了該故障態(tài)下