船舶燃油输送系统管网仿真平台设计与开发

摘要

燃油输送系统是船舶动力装置的重要组成部分,完成燃油补给和油舱燃油调拨功能,其设计性能的优劣对于燃油补给时间、注油功耗以及调拨效率具有重要影响。随着造船技术的进步以及船舶大型化趋势,燃油输送系统也向自动化、复杂化发展,仅依据经验进行管网设计、设备选型的传统设计方法已难以满足需要。将计算机仿真技术应用到船舶燃油输送系统设计中,对各种设计方案进行数值模拟,不仅可以明确各种方案的预期效果,进行对比优化,同时也能够了解各项参数对于系统运行的影响,从而在管网设计设备选型时更有针对性。
　　本文首先对管道数学模型、数值仿真建模方法进行了分析,为燃油输送系统管网仿真奠定了理论基础。随后根据实际工程项目需求,设计出多种自动注油及调拨管网方案并计算了管网各附件参数范围,为管网仿真提供具体的建模方案与数据支持。接着运用商用软件AMESim对各管网方案建立了仿真模型,为仿真平台的开发提供了计算模块。最终利用AMESimAPI进行了AMESim与C++Builder的混合编程,完成了管网仿真平台的开发。为了检验仿真平台的工作效果,本文还利用该仿真平台对各管网方案进行仿真分析,得出了各管网参数对于能量损失的影响规律。
　　该仿真平台实现了对管网模型中阀件、管道、泵的集中控制以及对系统运行结果的直观显示,具有操作简便、互动性强的特点,具有重要工程意义。

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1 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究概况

1.3 本文主要内容

2 管道数学建模与数值仿真

2.1 管道数学模型

2.2 流体输送管道计算

2.3 数值仿真

2.4 本章小结

3 燃油输送系统管网设计及建模

3.1 主要技术要求及指标

3.2 注油方案设计

3.3 调拨方案设计

3.4 管网参数计算

3.5 管网建模

3.6 本章小结

4 仿真试验平台的开发

4.1 开发环境及软件构架

4.2 关键技术

4.3 软件模块开发

4.4 软件界面

4.5 本章小结

5 仿真平台应用

5.1 燃油输送系统工作过程分析

5.2 注油方案仿真分析

5.3 调拨方案仿真分析

5.4 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录 攻读学位期间发表的论文目录