船舶蒸汽动力装置冷凝器动态模型研究
船用锅炉与汽轮机动态仿真及控制方法研究的开题报告
船用锅炉与汽轮机动态仿真及控制方法研究的开题报告一、选题背景船用锅炉与汽轮机是船舶主要的动力装置，其性能和控制直接关系到船舶的运行效率和安全性。
随着船舶工业的不断发展和技术的不断进步，对锅炉和汽轮机的要求也越来越高。
因此，对船用锅炉和汽轮机的动态仿真及其控制方法的研究具有重要意义。
目前，国内外关于船用锅炉和汽轮机的动态仿真与控制方法的研究存在一定的不足。
一些研究局限于单一的模型分析，缺乏实际工程应用的考虑；另一些研究对于不同类型的锅炉和汽轮机的动态特性差异性缺乏深入的研究；还有一些研究只考虑了单一控制目标，缺乏多目标优化和综合控制策略的考虑。
因此，有必要对船用锅炉和汽轮机的动态仿真及其控制方法进行深入的研究。
二、研究内容本研究主要涉及船用锅炉和汽轮机的动态仿真及其控制方法，包括以下研究内容：1. 船用锅炉和汽轮机的动态数学模型建立，考虑不同类型的锅炉和汽轮机的特性差异，以及锅炉和汽轮机之间的协调性。
2. 制定综合控制策略，考虑锅炉和汽轮机的多目标优化控制问题，包括保证动力性能的同时保证燃烧效率和安全性等。
3. 开发船用锅炉和汽轮机的仿真平台，验证所建立模型和综合控制策略的有效性和实用性。
4. 对仿真结果进行分析和优化，探索相应的优化策略，提高船用锅炉和汽轮机的性能和效率。
三、研究意义本研究的主要意义在于：1. 提高船用锅炉和汽轮机的性能和效率，降低能源消耗和排放，有益于保护环境和节约资源。
2. 开发的仿真平台可以为船舶工程设计和维护提供科学的仿真分析手段，促进船舶工程技术的发展。
3. 通过研究不同类型锅炉和汽轮机的动态特性差异性，可以为锅炉和汽轮机的设计和制造提供科学依据和指导。
四、研究方法与技术路线本研究采用数学建模和仿真实验相结合的方法，具体技术路线为：1. 收集船用锅炉和汽轮机的技术参数和实验数据，确定研究对象和内容。
2. 根据所收集的数据，建立船用锅炉和汽轮机的动态数学模型，考虑不同类型锅炉和汽轮机的特性差异性。
蒸汽动力装置模拟器冷凝器系统的建模与数值计算
收稿日期：２００５ ０８ ３ｌ 作者简介：张树江（１９６３一），男，内蒙古赤峰市，副教授。
万方数据
辽宁石油化］＿大学学报
第２５卷
部的除氧水箱将冷却水带走。冷凝器内存在汽阻，蒸汽从喉部向底部流动过程中压力逐渐降低，底部凝结水
温度低于冷凝器喉部的饱和温度，在除氧水箱巾被加热除氧并同时降低过冷度。冷凝器是蒸汽动力装置主
警＋Ａｐ＝Ｂ
（１７）
万方数据
辽宁石油化工大学学报
第２５卷
系数矩阵Ａ＝一Ａ：Ａ。，月＝Ａ２Ｂ．＋上｝２。该非线性常微分方程组的系数矩阵通常是病态程度很高的大型稀
疏矩阵，所以选择合适的数值方法以避免发散。
２ ２数值方法
由于仿真软件规模庞大，又有实时性要求，因此应针对所求解微分方程的特征，在满足精度要求前提下
ｓＬＥｈ ａｓ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｆｌｄｗ ａｎｄ
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ｎｕｍ面衄ｌ‘＝ａｌｃｕｌａｌｉ。ｎ ｏｆ
ｏ∞ｄ蚰ｓｅｒ ｃａｎ ｂｅ ａｐｐｌｌ。ｄ ｌｎ Ｌｈ
当前时间的系
Ｆ＝高篇暑＋意精 数值根据上一个时间值计算。在给水泵的正常运行区域，用下式可以简单求解：
㈩¨’
１一（Ｋ２～＋Ｋ３Ｆ２）’（Ｋ２～＋Ｋ３Ｆ２）
在非正常运行区域用ｒ面的经验关系式求解：
Ｆ二Ｋ４Ｎ＋Ｋ５（ｐＤ ｐｓ）
（８）
其中，Ｋ。、Ｋ５为系数，依据计算结果可进行调整。
１ ３抽汽器
抽汽器用活塞泵和换热器组合模拟，图２为单级抽汽器。多级（一般是两级）抽汽器也可相似画ｍ。活
U型管蒸汽发生器的简化集总参数动态模型_张永生
第5卷中国舰船研究第5卷第4期2010年8月中国舰船研究Chinese Journal of Ship ResearchVol .5No.4Aug.2010收稿日期：2009－09－08作者简介：张永生（1982－），男，博士研究生。
研究方向：动力装置的控制与仿真。
E-mail ：zhang－262519＠163．com马运义（1942－），男，研究员，博士生导师。
研究方向：常规潜艇总体、性能和噪声控制研究设计1引言U 型管蒸汽发生器（UTSG ）是核动力装置中连接一回路与二回路的枢纽设备，起着将一回路冷却剂的热量传递给二回路的水，使之产生饱和蒸汽的重要作用。
国内外学者对UTSG 的研究可以说是方兴未艾，新的模型和新的控制方法不断地被提出。
Irving 等［1］从质量平衡的角度提出了SG 的一种分段线性简化数学模型，考虑了影响SG 水位的3个主要因素：容积效应、非最小相、给水引起的水位振荡。
Zhao 等［2］根据蒸汽发生器的物理过程和专家经验，建立了SG 的传递函数数学模型，但是没考虑参数的时变和模型的非线性因素。
Kim ［3］研究了2个自由度PID 控制器的调整算法，考虑了给水流率、蒸汽流率、给水温度和冷却剂温度对水位的影响。
但是，上述模型均为半经验模型，没有考虑除水位以外其它参数的动态变化，如蒸汽压力、蒸汽温度、焓值等参数。
而Feli-achi 、Yeung 、Kerlin 等［4-6］将SG 划分为下降段、上升段和蒸汽空间等不同的区域，根据质量、动量、能量守恒方程分别建立了不同区域的分布参数动态模型。
由于分布参数模型为偏微分方程，其中某些变量不仅是时间的函数也是空间的函数，数值求解比较复杂。
鉴此，Khaleeq 、Zhe 、Guimaraes 等［7-9］根据质量、动量、能量守恒方程先后提出了SG 的集总参数动态模型，它是一组常微分方程，变量仅为时间的函数，便于数值求解。
本文将UTSG 视为一个圆柱体，如图1所示，U 型管蒸汽发生器的简化集总参数动态模型张永生1马运义1高伟2唐滢1王强11中国舰船研究设计中心，湖北武汉4300642华中科技大学能源与动力工程学院，湖北武汉430074摘要：根据U 型管蒸汽发生器（UTSG ）的工作原理和基本的质量、能量守恒方程，建立了一种UTSG 简化的集总参数动态数学模型。
大型船舶的蒸汽热力系统建模及仿真研究
大型船舶的蒸汽热力系统建模及仿真研究摘要：大型船舶的核心部件是蒸气动力装置，因此它所构成的热力系统不仅庞大，而且结构和动力产生的过程都比较复杂。
对大型船舶蒸汽热力系统建模的研究，可以使其深入的了解其性能。
通过不同参数条件下对仿真实验所获得的数据进行分析，对将进一步的开发仿真平台构建一个做出新的引导。
关键词：船舶蒸汽热力系统建模仿真 simulink中图分类号： u66 文献标识码： a 文章编号：大型船舶的热力系统都有一定的相似性，如果设计运行人员对热力设备以及其系统动态特性不了解，那么设计出来的系统则会有漏洞，就有可能导致机组重大事故的发生。
因此对系统的动态深入探究，以及对其操作人员专业素质的提高都是必要的。
1、热力系统建模的步骤首先要描述仿真的问题，确定仿真的对象，把目的和要求做一个明确的表述。
将系统内部相互连接的组成部分确定，限定边界条件和规范要求，系统与外界的信息相互量则反映在系统边界的联系上。
在系统的实际运行中外界的条件变化是不可知的，我们可以将外界条件设立成某个变量的函数，那么就可以将不同的运行状态直接的反映出来。
在建立数学模型这一块，可以把系统分为不同的子系统，然后具体划分为最小的单元部件，在这必须考虑模型的清晰、简洁、准确、通用，模型要能反映出系统运动规律的关系式。
数学模型可以用来源于设计、测试、经验等方面的数据，它的表达方式为微分方程等。
将建立好的数学模型通过仿真软件进行转换成能够在计算机上运行的模型。
在模型调试的过程中会出现错误，要及时修改，反复测试直到模型可以正常运行符合预定的标准。
将运行的仿真模型放在所建立的仿真平台上运行，这就可以实现建模仿真的研究目的，它主要强调的是实验性质。
2、热力系统建模与仿真通过建立实际系统模型，并且利用所建模型对实际系统进行实验研究的过程就是仿真。
通过数字的运行以达到对系统运行目的的分析就是数学仿真。
现代数学仿真的优点是：经济性、灵活性、和仿真模型通用性等特点。
简述蒸汽动力装置中冷凝器的作用。
简述蒸汽动力装置中冷凝器的作用。
蒸汽动力装置是一种常用的能量转换装置，广泛应用于发电、汽车、船舶等领域。
在蒸汽动力装置中，冷凝器是一个关键的组件，它的作用是将蒸汽冷凝成水，从而使其重新进入锅炉回路循环使用，以提高能量利用效率。
本文将详细介绍蒸汽动力装置中冷凝器的作用及其工作原理。
冷凝器位于蒸汽动力装置的末端，位置接近于涡轮机的出口。
当蒸汽流经涡轮机后，会形成高温高压蒸汽。
这时，进入冷凝器的蒸汽会受到冷却，并逐渐转化为水。
冷凝器的作用主要有以下几个方面：1. 能量回收：冷凝器能够将蒸汽的潜热转化为热量释放出来，使其温度降低。
通过这种方式，蒸汽动力装置可以回收并再次利用蒸汽中的能量，提高能量利用效率。
冷凝器回收的热量可以用于加热液体、供暖、生活热水等用途，进一步提高能源利用效率。
2. 减压：蒸汽经过涡轮机后的压力较高，需要通过冷凝器进行降压。
冷凝器内部的管道设计使蒸汽在流动中逐渐降压，使其达到与锅炉前的压力相适应。
这种降压的过程可以保证整个系统的稳定性，减少蒸汽管道和设备的压力冲击。
3. 水循环：通过冷凝器，蒸汽被冷凝成水后，可以重新进入锅炉回路，形成循环。
这种循环可以减少水的消耗，降低成本，同时也减少了对自然水资源的需求，具有环保的优势。
冷凝器的工作原理如下：蒸汽在进入冷凝器后，首先与冷却介质（通常为冷水或冷却塔冷却水）进行热量传递，蒸汽的温度逐渐降低。
热量传递的方式通常是通过冷凝器内外表面的热传导，也可以通过喷淋装置将冷却介质喷洒到冷凝器内部，使蒸汽与冷却介质之间充分接触。
冷凝器内部通常有大量的管道，用于增加热交换面积，提高热传导效率。
此外，冷凝器内部还设置有冷凝器表面使水蒸气通过冷凝器内部的管道流动时不会形成干度过高，影响热量传递的阻塞物。
冷却介质在与蒸汽进行热量交换后，会被加热，形成热水或蒸气。
这些热水或蒸气可以再次利用，例如用于供暖或发电。
最后，蒸汽在冷凝器内部的热量传递过程中，逐渐冷凝成水。
某型舰用冷凝器动态数学模型的建立和应用
第２４卷第７期计算机仿真２００７年７月文章编号：１００６—９３４８（２００７）０７—０３３７—０５某型舰用冷凝器动态数学模型的建立和应用倪何１，程刚ｋ２，孙丰瑞１（１．海军工程大学动力工程系，湖北武汉４３００３３；２．海军工程大学装备仿真研究所，湖北武汉４３００３３）摘要：针对船用蒸汽动力装置冷凝器的基本原理，利用隐性欧拉法将冷凝器的动态工作过程由一组差分方程来表示，并在Ｍｉｎｉｓ通用仿真支撑平台软件的支持下，建立冷凝器的通用仿真模型；并对实际对象进行研究。
通过仿真试验的结果和实测值对比，证明此模型具有较好的静态精确度，并且能够真实地反映研究对象的动态特性，能够满足舰艇动力装置训练模拟器开发的要求；同时利用模型进行了冷凝器的故障特性的仿真研究，为装置的故障诊断提供了试验依据。
模型具有较强的通用性，通过参数化过程可以方便地移植到不同容量、不同类型的机组上，在电站及动力系统仿真方面具有较好的实用性和指导作用。
关键词：冷凝器；仿真；数学模型；动态特性中图分类号：ＴＫ２６４文献标识码：ＡＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａＤｙｎａｍｉｃＭａｔｈｅｍａｔｉｃＭｏｄｅｌｏｆａＮａｖａｌＣｏｎｄｅｎｓｅｒＮＩＨｅｌ，ＣＨＥＮＧａｎ９１一，ＳＵＮＦｅｎｇ—ｒｕｌ‘１（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｖａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００３３，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮａｖａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ＮａｖａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００３３，Ｃｈｉｎａ）ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ＡｄｙｎａｍｉｃｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆｃｏｎｄｅｎｓｅｒｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｓｅｒｉｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｅｑｕａｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｉｕｍｏｆｍａｓｓａｎｄｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｕｎｄｅｒＭｉｎｉｓ．Ｕｓｉｎｇｔｈｅｍｏｄｅｌｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｒｅａｌｏｂｊｅｃｔ，ａｎｄｃｏｎｔｒａｓｔｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｒｅａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｗｅｆｏｕｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｎｅｅｄｓｏｆｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｓｉｍｕｌａｔｏｒｆｏｒｐｒｅｆｅｒａｂｌｙｓｔａｔｉｃｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈ。
船舶动力系统的动态监测与优化研究案例
船舶动力系统的动态监测与优化研究案例船舶作为重要的水上交通工具，其动力系统的性能和可靠性直接关系到船舶的运行效率、安全性以及经济性。
为了确保船舶动力系统始终处于良好的运行状态，动态监测与优化技术的应用显得尤为关键。
本文将通过实际案例，深入探讨船舶动力系统的动态监测与优化方法。
一、船舶动力系统概述船舶动力系统通常由主机、传动系统、推进系统以及辅助系统等组成。
主机可以是内燃机、蒸汽机或燃气轮机等，负责产生动力；传动系统将主机的动力传递给推进系统；推进系统则推动船舶前进；辅助系统包括燃油供应、润滑、冷却等，为整个动力系统的正常运行提供保障。
不同类型的船舶，如货船、客船、油轮等，其动力系统的配置和要求也会有所差异。
例如，货船通常需要较大的功率和扭矩来承载货物，而客船则更注重舒适性和低噪音。
二、动态监测技术的应用在某大型货轮上，安装了一套先进的动力系统动态监测系统。
该系统包括传感器网络、数据采集与传输设备以及数据分析软件。
传感器网络分布在主机、传动系统和推进系统的关键部位，实时采集温度、压力、转速、扭矩等参数。
这些传感器采用了高精度、高可靠性的技术，能够在恶劣的船舶运行环境中稳定工作。
数据采集与传输设备将传感器采集到的数据进行实时处理和编码，并通过卫星通信或无线网络传输到岸上的监控中心。
在传输过程中，采用了加密和纠错技术，确保数据的安全性和准确性。
数据分析软件对接收的数据进行实时分析和处理。
通过建立数学模型和算法，能够及时发现动力系统中的异常情况，如过热、过载、磨损等，并发出预警信号。
例如，在一次航行中，监测系统发现主机的排气温度异常升高。
经过数据分析，发现是由于燃油喷射系统故障导致燃烧不完全。
船员及时采取措施，修复了燃油喷射系统，避免了可能出现的严重故障。
三、优化技术的实践为了提高船舶动力系统的性能和经济性，优化技术也得到了广泛应用。
以某油轮为例，通过对主机的燃烧过程进行优化，显著降低了燃油消耗。
首先，对主机的进气系统进行了改进，增加了进气量和进气均匀性。
蒸汽动力在船舶推进系统中的应用探究
蒸汽动力在船舶推进系统中的应用探究近年来，蒸汽动力在船舶推进系统中的应用越来越受到关注。
由于其具有高效、环保、安全等优点，逐渐成为船舶行业的研究热点。
本文将从蒸汽动力的定义、原理、优缺点、应用现状、发展前景等方面探究其在船舶推进系统中的应用。
一、蒸汽动力的定义及原理蒸汽动力是利用蒸汽发生器内的水被加热时产生的蒸汽去做功的过程，它是一种传统的热能转换工艺。
蒸汽动力的原理是利用燃烧器将燃料燃烧后加热水，产生蒸汽，再将蒸汽输送到发动机中推动机器运转。
蒸汽动力的效率取决于燃烧器的效率和发动机的效率，发动机抽取蒸汽时需要保证蒸汽是干燥无水分的状态，以保证发动机的正常使用。
二、蒸汽动力的优缺点1、优点(1)效率高：蒸汽动力的热效率高达80%，远高于传统的柴油引擎的热效率。
(2)环保：蒸汽动力只需少量燃料即可产生大量的能量，同时排放的废气也比较干净，对环境污染没有太大的影响。
(3)安全：蒸汽动力相比于内燃机更为安全，不易燃烧或爆炸。
2、缺点(1)维护成本高：蒸汽动力的维护成本比传统的柴油引擎高。
(2)启动困难：蒸汽动力需要较长时间的预热才能启动。
此外，由于蒸汽动力发动机转速较慢，所以需要较大的发动机大小才能获得较大的功率。
(3)重量较大：由于需要预留大量空间容纳蒸汽发生器和发动机，其重量比传统柴油机更重。
三、蒸汽动力在船舶推进系统中的应用现状目前，船舶行业常见的动力源多为柴油机。
然而，随着环保意识的增强和能源消耗危机不断加剧，蒸汽动力在船舶推进系统中的应用越来越受到关注。
目前国内外一些大型船舶已经开始使用蒸汽动力。
例如，英国皇家海军的伊丽莎白女王级航空母舰采用了蒸汽动力驱动系统，美国的弗吉尼亚级潜艇也采用了蒸汽动力。
此外，一些大型教学船和游轮也采用了蒸汽动力系统。
四、蒸汽动力在船舶推进系统中的应用前景蒸汽动力在船舶行业中有着广阔的应用前景。
一方面，由于其高效、环保、安全等优点，可以帮助船舶企业进一步降低运营成本，提高运营效率。
船舶蒸汽动力系统设计方案的仿真验证
船舶蒸汽动力系统设计方案的仿真验证方伟明;张鹏飞;许建;彭学创;唐滢【摘要】10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.013% 为在设计初期对某船舶蒸汽动力系统的总体设计方案进行校核，提出了一种系统设计验证仿真方法。
首先，在系统初步设计方案的基础上补充完善仿真系统开发所需的设计数据；然后，采用RINSIM仿真平台工具进行模型开发，并通过建模与模型集成调试获得系统仿真模型；最后，进行仿真计算。
应用该方法开发了某船舶蒸汽动力系统设计验证仿真平台，并对系统的设计方案进行了校核。
结果表明：该设计验证仿真平台的稳态计算结果准确，动态趋势合理，适于对船舶蒸汽动力系统进行设计验证。
【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】8页(P71-78)【关键词】蒸汽动力系统;系统仿真;设计验证【作者】方伟明;张鹏飞;许建;彭学创;唐滢【作者单位】中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064;中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064;中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064;中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064;中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064【正文语种】中文【中图分类】U664.11计算机技术的发展为复杂热力系统运行特性的定量分析奠定了坚实的物质基础，工程实际的迫切需求和现代计算机技术的进步则赋予了热力系统建模与仿真研究新的活力，国内外大批科研人员在此方面进行了广泛而深入的研究。
近年来，仿真技术已逐渐成为国际上大型复杂系统研制开发的有效途径和方法，其在缩短研制周期、降低研制费用和提高技术性能方面取得了重大成就。
我国在火电、核电以及船用蒸汽动力系统领域也开展了大量的仿真研究，例如，有些核电站仿真机借助可信的热力系统仿真模型，实现了全范围的实时仿真系统，解决了仪控系统仿真测试和操纵员培训等一系列问题；有的船用蒸汽动力系统在运行阶段采用系统仿真的手段进行故障诊断与事故预报等研究。
舰船动力系统动态建模仿真与分析
舰船动力系统动态建模仿真与分析刘舒婷【摘要】随着现代舰船电气化水平的不断提高,电力正越来越成为舰船的主要动力,基于电力技术的舰船动力系统正成为社会的研究热点.为更好分析舰船动力系统,合理和配置好舰船动力系统能源的产生、配置和使用,基于PSCAD/EMTDC软件对舰船动力系统进行动态建模和仿真分析.本文首先对舰船动力系统的主要组件进行动态模型的仿真分析,然后对整个系统在工况下进行仿真分析.仿真结果表明,系统各组件工作稳定,满足组件特性;舰船动力系统在工况下运行平稳,逐次添加负载后系统均能迅速进入稳定状态.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2014(036)012【总页数】4页(P66-69)【关键词】舰船动力系统;仿真;电力;系统组件;稳定状态【作者】刘舒婷【作者单位】长春建筑学院,吉林长春130607【正文语种】中文【中图分类】U674.941近年来，随着我国舰船数量和质量的不断提高，特别是“辽宁”号航母的服役，舰船的动力和动力系统的研究吸引了广大专家学者的兴趣[1-2]。
传统舰船的动力主要来源于依靠蒸汽机技术和内燃机技术所使用的化石燃料，电力所占的比重较低；舰船上的电力系统往往也独立于动力系统, 动力系统通常由常规的热机和其他机械装置构成,电力系统一般只起辅助作用, 与舰船推进并没有直接的关联[3-4]。
然而最近几十年中，伴随着现代舰船的发展，特别是核动力航母的发展，电力技术正逐渐成为舰船的主要动力，将电力技术和舰船推进系统相结合，正显示出强大的优势和生命力，电力作为舰船推进动力逐步成为明晰的发展方向。
对于电力系统的研究，也正越来越成为舰船动力系统的主要研究方向[5]。
舰船动力系统的主要动力来源是舰船电力，因此，舰船动力系统的设计主要就是将舰船的发电设备和用电设备有机地结合成一个统一的整体系统，从而对舰船发电、配电和用电等多模块实现统一的调配和控制。
本文基于PSCAD/EMTDC软件[6-7]建立船舶动力系统动态仿真模型，为检验系统接口动态电能品质提供分析平台。
LNG船推进系统建模与仿真研究
分类号密级U D C 单位代码 10151 LNG船推进系统建模与仿真研究甘辉兵指导教师任光职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位级别工学博士学科（专业）轮机工程论文完成日期 2011年12月答辩日期 2012年4月答辩委员会主席Modeling and Simulation of LNG Carrier Propulsion SystemDissertation Submitted toDalian Maritime UniversityIn partial fulfillment of the requirements for the degree ofDoctor of EngineeringbyGan Huibing(Marine Engineering)Dissertation Supervisor: Professor Ren GuangApril 2012大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博士学位论文“LNG船推进系统建模与仿真研究”。
除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。
本声明的法律责任由本人承担。
学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。
同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志社）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研究所）等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。
船用U形管蒸汽发生器模型及其动态仿真应用
蒸汽 发生 器 内的流 体流 动是一 维 的 ， 即流 体 的流动 状 态 只沿 流动方 向变 化 ， 同一 截 面上流 体具有 相 同的 在
性质 ， 略 蒸 汽 发 生 器 向 环 境 的 散 热 。在 上 述 假 忽
作 环境 恶 劣… ， 汽 发 生 器 的参 数 设 计 和 动 态仿 真 蒸
Ｍ ａ ｉ ｅ Ｕ－ｕｂ ｔ ａ ｇ ｎｅ ａ ｏ ｏ ｌａ ｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｉ ｙ ａ ｉ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｒ ｎ ｔ ｅ ｓｅ ｍ ｅ ｒ ｔ ｒ ｍ ｄｅ ｎｄ ａ ｌｃ ｔｏ ｎ ｄ ｎ ｍ ｃ ｓｍ ｌ ｔｏ
ＺＨＡＮＧ ｏ ｇ ｆｉ ＺＨＡＮＧ －ａ， ＡＮＧ ｈ ｏ ｍｉ ｇ Ｌ ｎ －ｅ ， Ｄａ ｆ Ｗ Ｓ ａ－ ｎ
０ 引 言
蒸 汽 发 生 器 是 船 用 核 动 力 装 置 一 、 回路 的 枢 二 纽， 是压水 堆 核动力 装置 的关 键设 备之 一 。与核 电站
相 比， 用核 动力装 置 运 行 工 况 多变 ， 汽 发 生 器 工 船 蒸
１ 对 象及控制体 划分
本文研究 的对象为船用压水堆立式 ｕ形管 自然 循 环蒸 汽发生 器 。在建 立蒸 汽发 生器 的模型 时 ， 设 假
（ ａａ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｗｕ ａ ３ ０ ３ Ｃ ｉａ Ｎ ｖｌ ｎｖ ｓ ｙ ｆ ｇ ｅ ｎ ， ｈ ｎ ４ ０ ３ ， ｈｎ ） ｅ ｉ Ｅ ｎ ｉ
某船蒸汽动力系统建模与仿真研究的开题报告
某船蒸汽动力系统建模与仿真研究的开题报告一、研究背景随着船舶工业的不断发展和技术的不断推进，蒸汽动力系统在船舶上的应用越来越普遍。
蒸汽动力系统的优点是其可以提供大量的动力输出，并且无需使用高能量密度的燃料。
蒸汽动力系统不仅可以用于驱动大型船只，还可以用于驱动小型船只和发电机组等场合。
为了提高蒸汽动力系统的性能和可靠性，需要对其进行建模和仿真研究。
这种研究可以帮助我们预测系统的行为和性能，同时也可以帮助我们识别系统中的潜在问题。
二、研究目的本文旨在探讨蒸汽动力系统的建模和仿真方法，以提高系统的性能和可靠性。
具体研究内容包括以下几个方面：1.对蒸汽动力系统进行建模，包括热力学模型、动力学模型和控制模型等。
2.开发仿真工具，模拟蒸汽动力系统的行为和性能。
3.应用仿真工具，分析蒸汽动力系统的性能和可靠性，在实际应用中评估系统的表现。
三、研究方法1.对蒸汽动力系统进行建模对蒸汽动力系统进行建模是本研究的第一步。
我们将使用热力学和动力学理论对系统进行建模，建立系统的数学模型。
同时，我们也将考虑控制系统中各个组件之间的关系，建立控制模型。
2.开发仿真工具在建立了系统的数学模型之后，我们将开发仿真工具，模拟蒸汽动力系统的行为和性能。
仿真工具可以帮助我们了解系统的响应特性、能耗、热力学参数等。
3.应用仿真工具为了验证仿真工具的准确性和可靠性，我们将利用仿真工具，在实际应用中评估蒸汽动力系统的性能和可靠性。
通过对系统的性能进行评估，我们可以识别系统中的潜在问题，并提出相应的解决方案。
四、研究意义研究蒸汽动力系统的建模和仿真方法对提高系统的性能和可靠性具有重要的意义。
本研究的成果有以下几个方面的意义：1.为蒸汽动力系统的设计和优化提供了有效的方法和工具。
2.提高了蒸汽动力系统的性能和可靠性，降低了系统的维护和运营成本。
3.提高了船舶行业的技术水平，增强了行业竞争力。
五、研究计划本研究的计划如下：1.调研国内外蒸汽动力系统建模和仿真技术，进一步了解研究现状和发展趋势。
船用蒸汽冷却器建模与仿真
船用蒸汽冷却器建模与仿真邹海;李伟;汪伟;张晓辉【摘要】Marine steam cooler is an important equipment of steam power plant using once-through boiler. It can provide safety for steam power plant in the condition of start-stop and low-powerd. According to modeling application of steam cooler control system, a simplified mathematical model of steam cooler is introduced. It provides a simulation test object of steam cooler control system design. The simulation program is developed using VC++6.0, and the mathematical model is resolved by Runge-Kutta method. The mathematical model is verified preliminarily by the simulation test and analyses in theory. Simulation results show that this model can describe the characteristics of steam cooler correctly, and have a definite application value.%船用蒸汽冷却器是直流锅炉蒸汽动力装置的重要设备.在启停与低功率运行工况下能保证蒸汽动力装置的安全.针对船用蒸汽冷却器控制系统的建模应用,介绍了1种简化的蒸汽冷却器数学模型,为蒸汽冷却器控制系统的设计提供了仿真验证对象.采用VC++6.0编制了仿真程序,利用龙格库塔法对数学模型进行解算.对数学模型进行仿真试验和理论分析,初步证实了模型的正确性.仿真结果表明,该模型能正确描述蒸汽冷却器的特性,具有一定的应用价值.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2011(033)012【总页数】5页(P57-61)【关键词】蒸汽冷却器;仿真;数学模型【作者】邹海;李伟;汪伟;张晓辉【作者单位】武汉第二船舶设计研究所,湖北武汉430064;渤海船舶重工有限责任公司,辽宁葫芦岛125001;武汉第二船舶设计研究所,湖北武汉430064;武汉第二船舶设计研究所,湖北武汉430064【正文语种】中文【中图分类】TK391船用蒸汽冷却器是采用直流锅炉蒸汽动力装置的重要设备，在启停过程与低功率运行时能保证蒸汽动力装置的安全运行。
基于热力系统动力学的冷凝器动态仿真建模_李大鹏
dH sh = Ash A sh ( H ``- H ( 2) sh ) dt csh 为壳侧介质比热容。 传热管内介质热平衡方程为 dH w cw = A1 A 1 ( H ` ` - H ( 3) w ) - A 2A 2 ( H w - H 2) dt cw 为传热管内介质的比热容 , A2 A 2 为蒸汽与传热管的传热系 csh 数, H 冷却水热 平衡方程为 2 为冷却水平均温度。 dH A2A 2 2 = (H w - H 2 ) dt c2
第 23 卷
第 08期
计
算
机
仿
真
2006 年 08 月
文章编号 : 1006 - 9348( 2006) 08 - 0060 - 04
舰用蒸汽动力系统主汽压力控制方法仿真
舰用蒸汽动力系统主汽压力控制方法仿真曾帅;史智俊;王鹏;张国磊;孙宝芝;阙晨宇;马彪;李健【摘要】Considering the influence that the great fluctuation amplitude and stabilization time of the main steam pressure,a comprehensive control method combining implicit GPC and PID was proposed.The model of the steam power system were built,including supercharged boiler,main steam turbine and condenser.The simulation system was validated through the experimental data.The simulation test was took on the models with the PID-GPC implicit algorithm.The results shows that the control strategy of the PID-GPC implicit algorithm makes up for deficiencies of the poor initial response of implicit GPC,reduces the fluctuation amplitude of the main steam pressure during the dynamic process,shorten the settling time.%针对舰用蒸汽动力系统工况转换中主蒸汽压力调节过程波动幅度大、稳定耗时长等问题,提出一种PID和隐式广义预测控制复合的控制方法.建立包含增压锅炉、主汽轮机、冷凝器等设备的蒸汽动力系统仿真模型,并通过实验数据进行校验;采用PID-GPC隐式控制方式对仿真模型进行升降负荷实验.结果表明:PID-GPC隐式控制方法弥补了GPC隐式算法初次响应慢的缺陷,减小了动态变化过程中主蒸汽压力波动幅度,缩短稳定时间.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2016(067)0z1【总页数】7页(P334-340)【关键词】蒸汽动力系统;数学模型;动态仿真;主汽压力【作者】曾帅;史智俊;王鹏;张国磊;孙宝芝;阙晨宇;马彪;李健【作者单位】哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,黑龙江哈尔滨150001;中国船舶重工集团公司第703研究所,黑龙江哈尔滨150078;中国船舶重工集团公司第703研究所,黑龙江哈尔滨150078;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TK323蒸汽动力装置是现代大型舰船动力系统的重要形式之一，而主蒸汽压力作为船用蒸汽动力系统的关键参数，其动态响应特性决定了动力系统的安全性和机动性能[1-4]。
船舶动力学模型及其控制技术研究
船舶动力学模型及其控制技术研究船舶是人们在海上行走的主要交通工具，在海洋经济、科学研究、军事防御等方面都有极其重要的应用价值。
而船舶动力学是研究船舶的运动规律、动力系统、转向和稳定性等方面的力学科学。
据国内外研究者所发表的学术论文显示，船舶动力学模型及其控制技术研究领域一直是国际航海领域的热点之一，本文将对其进行探究。
动力学模型船舶动力学模型是指建立在船舶水力学基础之上、用于描述船舶水动力特性、运动规律、惯性、阻力、推进、转向、稳定性等特性的数学模型。
针对不同用途的船舶，其动力学模型也具有不同的形式。
在海洋运输领域，船舶通常采用自然尺度船模实验来进行运动学和动力学性能测试。
通过实验数据，研究者总结出船舶运动的基本方程、各项系数以及根据不同的工况和各种不同随机因素，在海洋环境中运动的规律和特性等。
船舶动力学模型的建立常采用力学、运动方程、状态方程等数学原理，再结合CFD（流体力学数值模拟）和VES（虚拟环境仿真）技术进行建模和分析。
其中，CFD技术主要应用在流场分析中，通过对船舶的流体力学场进行模拟，得出阻力、推进力等影响船舶动力学性能的重要参数。
而VES技术则主要应用在运动学分析中，即通过计算机虚拟环境中重现船舶运动的过程，得出船舶在不同水动力工况下的运动规律和稳定性。
控制技术船舶动力学模型虽然可以描述船舶在不同工况下的动力学特性，但仅有模型还不能完全控制船舶运动，还需要各种控制技术。
在发动机推进和转向系统方面，船舶动力学模型的研究主要涉及以下几个方面：（1）发动机控制：针对船舶发动机推进性能的优化，需要对发动机进行控制和调节，以确保其运转的最佳状态。
其中，针对船舶的舵机系统，主要是通过PID 控制器对舵机的舵角进行控制，以控制船舶的转向。
（2）姿态控制：针对船舶的姿态变化，如纵倾、横滚和扭曲等问题，船舶的姿态控制能够有效地增强船体的稳定性，保证船舶运行的安全性和舒适性。
因此，必须使用惯性导航系统来实现船舶的姿态控制。
LNG船蒸汽轮机动力装置及其管道振动分析
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I
上海交通大学硕士学位论文
Abstract
The paper introduces the characteristics of steam turbine power device, then analyzes the theory of pipeline vibration and builds up a model. By ANSYS software, the paper simulates the steam flow in the pipeline and computes the natural frequency of the model. Finally, the paper puts forward some advice to reduce vibration. Keywords: Steam turbine power device, pipeline, vibration analysis
关键词：蒸汽动力装置，管道，振动分析
II
上海交通大学硕士学位论文
Abstract
Steam turbine power plant of LNG ship and pipeline vibration analysis of LNG ship ABSTRACT
两种充汽模式下船用蒸汽蓄热器动态性能数值模拟
两种充汽模式下船用蒸汽蓄热器动态性能数值模拟荀振宇;杨元龙;王兴刚;程小亮;张晓滨【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2014(000)006【摘要】为给船舶蒸汽动力系统设计提供技术支撑，采用考虑蒸发和冷凝的热相变模型描述蒸汽蓄热器汽、液两相的热质传递规律，并结合缓慢充汽和快速充汽计算边界条件，基于CFX实现不同充汽模式下船用蒸汽蓄热器动态性能数值模拟。
计算结果表明：在缓慢充汽起始阶段，船用蒸汽蓄热器水位波动大，最终水位保持平稳且略有升高；缓慢充汽过程中，船用蒸汽蓄热器的压力和温度均呈先快速上升再下降的变化规律；在快速充汽过程中，蒸汽蓄热器的压力和温度均呈先快速上升再下降的变化规律，计算结果与试验数据基本吻合。
【总页数】5页(P110-114)【作者】荀振宇;杨元龙;王兴刚;程小亮;张晓滨【作者单位】海军驻大连船舶重工集团有限公司军事代表室，辽宁大连116005;中国舰船研究设计中心，湖北武汉430064;中国舰船研究设计中心，湖北武汉430064;中国舰船研究设计中心，湖北武汉430064;中国舰船研究设计中心，湖北武汉430064【正文语种】中文【中图分类】U664.5【相关文献】1.船用蒸汽蓄热器充汽过程的热工水力特性数值研究 [J], 谢飞;杨元龙;胡晶晶;李良才;张晓滨2.不同运行条件下船用蒸汽蓄热器充汽过程动态特性数值模拟 [J], 孙长江;杨元龙;王兴刚;李良才;蔡林3.交替充汽方式下双蒸汽蓄热器系统动态特性仿真 [J], 张晓宇;李彦军;张国磊;孙宝芝;阙晨宇;李子豪;陆念慈4.不同汽源参数对船用蒸汽蓄热器充汽过程影响的数值研究 [J], 吴廉巍;杨元龙;;5.不同运行条件下船用蒸汽蓄热器的充汽特性 [J], 孙宝芝;郭家敏;史智俊;杨龙滨;宋福元因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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系统 随工 况 变化 表现 出很 强 的非 线 性 ， 为船 舶 蒸 汽 动 力 装 置 冷 凝 器 的控 制 策略 的设 计提 供 了 这 参考 。
关 键词 ： 汽动 力装 置 ； 蒸 舰船 ； 凝 器 ； 态特性 ； 空 气 冷 动 漏 中图分类号 ：６４８ ：Ｋ ６ ． 文献标识码 ： Ｕ ６ ．１Ｔ ２４ １ １ Ａ文章编号 ： ０ ６３ ２ １ ） ６— ４９— ５ １ ２— ３９（００ ０ ０ ８ ０ ０
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过程 。考 虑到 漏 空气对换 热 系数 影 响 巨大 ， 建立 了漏 气和 抽 汽部 分 的数 学模 型。鉴 于一般 的传 热
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第２ ８卷 ， 总第 １４期 ６ ２１ ０ ０年 １ 月 ， ６期 １ 第
《节 能 技 术 》
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船 舶 蒸汽 动 力装 置 冷 凝 器 动 态模 型研 究
摘
要 ： 舶 蒸汽动 力装 置冷 凝 器压 力的控 制效 果 直接 影 响 到 动 力装 置 的安 全 性 。 为分析 各 船
因素对冷凝 器压 力的影响 程度 ， 文建 立 了冷凝 器的 全 工 况数 学模 型。 建模 时舍 弃 了一般 建模 时 本 所作 的 蒸汽理 想 气体 或 多 变过 程 的假 设 ， 用饱和 蒸 汽 的各 参数 之 间一一 对 应 的 关 系改 进 了建模 利