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阀芯扩散型线对汽轮机调节阀流动特性的影响
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作者 谢罗涛 石宇昂 +4 位作者 王劲韬 邹梓仪 费志方 陈国兵 张磊 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第4期254-261,共8页
[目的]为解决某型汽轮机组的运行不稳、振动和异响等问题,提出通过内切式阀芯结构来改变调节阀内部流动特性的方法。[方法]首先,采用全尺寸高精度建模方法,建立某型调节阀的全尺寸通流区域。然后,基于超声速膨胀抑制原则设计两型内切式... [目的]为解决某型汽轮机组的运行不稳、振动和异响等问题,提出通过内切式阀芯结构来改变调节阀内部流动特性的方法。[方法]首先,采用全尺寸高精度建模方法,建立某型调节阀的全尺寸通流区域。然后,基于超声速膨胀抑制原则设计两型内切式调节阀的阀芯,并采取多尺度混合网格与多类型边界层的网格划分方法,通过多轮迭代计算以实现加速收敛。[结果]不同阀芯结构关键参数的试验结果与仿真结果的误差小于5%,证明了该数值计算方法的精度和可靠性;新型内切阀在节流区与阀芯底部的蒸汽流动性能均得以优化,有助于降低阀芯下部非对称流动导致的能量损失与振动噪声;新型阀芯结构使阀芯底面的流体作用力减少了20%~30%,有效抑制了调节阀及机组的汽流宽频振动。[结论]调节阀阀芯结构将对流场特性带来显著的影响,其中内切式阀芯设计对优化流场分布具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 汽轮机 调节阀 流场 阀芯结构 全尺寸高精度建模 计算流体力学
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基于数字孪生的舰船蒸汽动力总体模型框架研究 被引量:16
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作者 杨元龙 孙玲 +2 位作者 张晓滨 吴金祥 程宁 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第2期157-167,共11页
[目的]为了实现舰船蒸汽动力系统的数字化、网络化和智能化,提出一种总体数字孪生模型应用体系。[方法]从物理对象、过程要素、生命周期及虚拟空间这4个维度,提出基于数字孪生的舰船蒸汽动力系统总体“四维思想模型”,并创建总体全生命... [目的]为了实现舰船蒸汽动力系统的数字化、网络化和智能化,提出一种总体数字孪生模型应用体系。[方法]从物理对象、过程要素、生命周期及虚拟空间这4个维度,提出基于数字孪生的舰船蒸汽动力系统总体“四维思想模型”,并创建总体全生命周期的“五阶体系模型”,涵盖概念论证、系统设计、总装建造、试验试航及运维保障这5个典型的阶段。通过引入大数据、物联网、云计算、人工智能和基于模型的系统工程等先进技术,形成由物理层、接口层、数据层、模型层、调度层、功能层及应用层组成的舰船蒸汽动力系统总体数字孪生“7层架构模型”。[结果]舰船蒸汽动力系统虚拟设计分析及试验平台的验证结果表明,数字孪生体系框架可以有效支撑系统方案设计、操作运行分析及试验方案评估,从而实现舰船全生命周期中物理空间与虚拟空间的交互协同。[结论]研究成果可为舰船蒸汽动力系统的总体数字化设计提供参考。 展开更多
关键词 蒸汽动力 总体设计 数字孪生 架构模型
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汽轮给水机组切换工况下船舶蒸汽动力系统的响应特性 被引量:11
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作者 杨元龙 吴金祥 +2 位作者 郑子都 吴炜 孙玲 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第2期150-155,共6页
[目的]汽轮给水机组的切换性能是决定船舶蒸汽动力系统运行稳定性的关键技术指标,同时对船舶航行安全性具有重要的意义。[方法]利用模块化建模系统(MMS)热工系统仿真软件平台,建立基于汽轮给水机组切换原理的船舶蒸汽动力系统仿真模型,... [目的]汽轮给水机组的切换性能是决定船舶蒸汽动力系统运行稳定性的关键技术指标,同时对船舶航行安全性具有重要的意义。[方法]利用模块化建模系统(MMS)热工系统仿真软件平台,建立基于汽轮给水机组切换原理的船舶蒸汽动力系统仿真模型,并结合实验数据验证仿真模型的精度,分析高、低速工况下汽轮给水机组切换对蒸汽动力系统气水循环的动态响应规律。[结果]计算结果表明:在高、低速工况下,汽轮给水机组切换均能满足增压锅炉的供水需求,其中低速工况切换后系统能够稳定运行,而高速工况切换后系统却无法稳定运行,具体表现为冷凝器水位快速升至极高值,除氧器水位急剧降至极低值,且废气和微过热蒸汽的压力波动较大。[结论]研究成果可为汽轮给水机组的切换方案优化提供理论支撑。 展开更多
关键词 蒸汽动力系统 汽轮给水机组 动态仿真 汽水循环 动力装置
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不同运行环境蒸汽动力系统特性 被引量:5
4
作者 李健 张国磊 +4 位作者 史智俊 杨龙滨 马彪 曾帅 李子豪 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期318-325,共8页
环境温度和压力作为蒸汽动力系统的自然工作条件,对于动力系统尤其是增压锅炉装置运行的安全性及经济性有重要影响。建立了蒸汽动力系统仿真模型,对不同环境条件下的动力系统运行特性进行仿真研究。结果表明:环境温度越高,涡轮增压机组... 环境温度和压力作为蒸汽动力系统的自然工作条件,对于动力系统尤其是增压锅炉装置运行的安全性及经济性有重要影响。建立了蒸汽动力系统仿真模型,对不同环境条件下的动力系统运行特性进行仿真研究。结果表明:环境温度越高,涡轮增压机组辅机功率及蒸汽消耗量越大,动力系统燃油消耗量越大;环境压力越低,涡轮增压机组辅机功率及蒸汽消耗量越大,动力系统燃油消耗量越大;动力系统负荷越低,辅助汽轮机在为压气机提供功率时所占的比重越大。 展开更多
关键词 蒸汽动力 环境条件 响应规律 过程系统 模型 动态仿真
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液化天然气船汽轮机推进系统建模与仿真 被引量:3
5
作者 甘辉兵 任光 +2 位作者 张均东 曾鸿 魏建波 《中国航海》 CSCD 北大核心 2011年第4期51-56,共6页
建立合理准确的液化天然气(LNG)船汽轮机推进系统数学模型与实时仿真,是研制LNG特种船轮机仿真系统的核心和关键。采用模块化建模方法和集中参数处理技术,以上海沪东中华造船厂建造的LNG船汽轮机推进系统为仿真对象,建立了LNG船汽轮机... 建立合理准确的液化天然气(LNG)船汽轮机推进系统数学模型与实时仿真,是研制LNG特种船轮机仿真系统的核心和关键。采用模块化建模方法和集中参数处理技术,以上海沪东中华造船厂建造的LNG船汽轮机推进系统为仿真对象,建立了LNG船汽轮机推进系统的实时仿真模块化数学模型;并进行了实时仿真试验。仿真结果与设计数据和部分试航数据进行了比较,结果表明模型具有较好的稳态精度和动态响应特性与实时性,适合于LNG特种船推进系统的实时仿真要求。目前此模型已成功应用于LNG特种船轮机仿真系统。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 液化天然气 汽轮机 建模与仿真
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船舶蒸汽动力系统设计方案的仿真验证 被引量:5
6
作者 方伟明 张鹏飞 +2 位作者 许建 彭学创 唐滢 《中国舰船研究》 2012年第5期71-78,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 蒸汽动力系统 系统仿真 设计验证
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确定船用蒸汽动力装置辅机余度系数的新方法 被引量:3
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作者 舒礼伟 金家善 冀光 《热能动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期514-516,共3页
以汽轮给水泵为例 ,探讨了确定船用蒸汽动力装置辅机额定性能余度系数的方法 ,该方法综合考虑设备制造时额定性能的离散性、额定性能随使用时间的退化规律和系统对设备要求的离散性等因素 ,利用性能可靠性作为指标 ,使余度系数的确定更... 以汽轮给水泵为例 ,探讨了确定船用蒸汽动力装置辅机额定性能余度系数的方法 ,该方法综合考虑设备制造时额定性能的离散性、额定性能随使用时间的退化规律和系统对设备要求的离散性等因素 ,利用性能可靠性作为指标 ,使余度系数的确定更加合理 ,可以用于指导船用汽力装置热线图设计 。 展开更多
关键词 船用蒸汽动力装置 辅机余度系数 性能可靠性 退化 汽轮给水泵
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发电功率快速扰动时舰用蒸汽动力系统的动态特性仿真 被引量:3
8
作者 王兴刚 石帅 +3 位作者 程小亮 张凡 郭雪晴 孙玲 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第S01期121-126,共6页
[目的]为保障船用蒸汽动力系统的安全稳定运行,需研究其在汽轮发电机组功率快速扰动工况下的动态响应特性。[方法]建立蒸汽动力系统的整体仿真模型,针对汽轮发电机组功率单次快速扰动和连续快速扰动的操作条件,开展系统动态特性的仿真... [目的]为保障船用蒸汽动力系统的安全稳定运行,需研究其在汽轮发电机组功率快速扰动工况下的动态响应特性。[方法]建立蒸汽动力系统的整体仿真模型,针对汽轮发电机组功率单次快速扰动和连续快速扰动的操作条件,开展系统动态特性的仿真分析。[结果]结果表明:在单次快速扰动条件下,主机进汽压力波动幅度不大于5%;在连续快速扰动条件下,主机进汽压力波动幅度不大于为7%。这2种扰动条件下的螺旋桨转速波动幅度均不大于2%,可以满足系统的稳定供汽需求。[结论]研究成果可为船用蒸汽动力系统的安全性设计提供参考。 展开更多
关键词 蒸汽动力 动态仿真 动态响应 大扰动
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基于数字孪生的船用柴油机曲轴应力预测 被引量:3
9
作者 余永华 解美强 +2 位作者 李宝月 章宁 宋鑫 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第5期50-56,共7页
[目的]曲轴是船用柴油机的关键部件,为实时监测柴油机运行状态下的曲轴应力,保障船舶安全可靠运行,提出基于数字孪生的曲轴应力预测方法。[方法]基于数字孪生思想,提出船用柴油机智能运维的构架,以某型直列6缸船用中速柴油机为研究对象... [目的]曲轴是船用柴油机的关键部件,为实时监测柴油机运行状态下的曲轴应力,保障船舶安全可靠运行,提出基于数字孪生的曲轴应力预测方法。[方法]基于数字孪生思想,提出船用柴油机智能运维的构架,以某型直列6缸船用中速柴油机为研究对象,在实机可获得数据的基础上,实现基于数字孪生的曲轴健康状态评估。首先,基于径向基(RBF)神经网络,利用缸盖振动加速度信号对缸内压力进行识别,计算曲柄销载荷,利用有限元法对曲轴进行应力和疲劳分析,获得影响曲轴寿命的关键位置,应用反向传播(BP)神经网络构造曲轴受力和应力的降阶模型。[结果]模型的缸压和曲轴应力预测误差均小于5%,应力预测的时间缩短到秒级,可实现孪生模型的实时/准实时更新。[结论]研究成果可为柴油机零部件的状态实时监测和智能运维提供新思路。 展开更多
关键词 数字孪生 缸压重构 曲轴应力监测 降阶模型
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船舶蒸汽动力系统的快速变负荷运行性能仿真分析 被引量:8
10
作者 杨元龙 吴炜 +1 位作者 吴金祥 郑子都 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2018年第A01期121-125,共5页
[目的]蒸汽动力系统的快速变负荷能力是决定船舶机动性能的关键技术指标,对船舶航行的安全性和稳定性而言具有重要意义。[方法]建立包含增压锅炉、汽轮机组、给水泵等设备的蒸汽动力全系统仿真模型,基于实验数据验证仿真模型的动态精度... [目的]蒸汽动力系统的快速变负荷能力是决定船舶机动性能的关键技术指标,对船舶航行的安全性和稳定性而言具有重要意义。[方法]建立包含增压锅炉、汽轮机组、给水泵等设备的蒸汽动力全系统仿真模型,基于实验数据验证仿真模型的动态精度,并针对快速升负荷和降负荷工况下的蒸汽动力系统动态性能进行仿真计算。[结果]计算结果表明:涡轮增压机组与锅炉的匹配速率较慢,制约了动力系统的快速升负荷能力;汽轮机组回汽保护的调节能力不足,限制了动力系统的快速降负荷能力。[结论]研究成果可为实船蒸汽动力系统设计优化提供理论支撑。 展开更多
关键词 蒸汽动力系统 动态仿真 变负荷
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旋流器进风宽度对文丘里调风器出口流场的影响 被引量:2
11
作者 姚寿广 付德钢 马哲树 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2003年第1期93-95,共3页
针对一种带入口旋流器的新型文丘里调风器出口冷态流场进行了详细的数值模拟 ,在不同入口旋流器进风宽度下 ,对比分析了该种新型文丘里调风器出口流场的特点 。
关键词 数值模拟 舰船 燃油锅炉 旋流器 进风宽度 文丘里调风器 流场
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舰船蒸汽动力装置热线图通用程序的编制与计算 被引量:2
12
作者 杨强生 黄新浩 +1 位作者 浦保荣 陈全福 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 1995年第4期79-85,共7页
本文介绍了舰船蒸汽动力装置热线图的通用程序,称为SSHB程序,由主程序和包括水和水蒸汽热物性子程序在内的20余个子程序组成,能对不同的热线图方案,各种设计参数和运行工况进行数位模拟计算,有推广使用价值。
关键词 蒸汽 动力装置 热线图 通用程序 船舶 计算
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球形和圆柱形结构的声辐射模态及特性分析 被引量:4
13
作者 代路 杨铁军 +2 位作者 杜敬涛 靳国永 率志军 《船海工程》 2009年第5期66-70,共5页
采用不同方法推导两种典型三维结构的声辐射模态及其辐射效率。求解方法采用单元辐射器法和基函数法,并对两种方法进行比较,阐明各自的优越性和局限性,以及相应的应用场合。对球形结构和圆柱形结构进行数值计算,并对各自特点进行分析。
关键词 声辐射模态 辐射效率 球形结构 圆柱形结构
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船用蒸汽发生器给水系统的容错控制 被引量:3
14
作者 赵淑琴 张永生 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2016年第2期117-120,138,共5页
为提高二回路控制系统的可靠性,以蒸汽发生器给水系统为对象,设计基于BP神经网络的水位容错控制系统。利用Matlab/Simulink仿真平台,建立容错控制仿真模型,并与蒸汽发生器的集总参数仿真模型联合,分别对水位传感器恒偏差、恒增益和卡死... 为提高二回路控制系统的可靠性,以蒸汽发生器给水系统为对象,设计基于BP神经网络的水位容错控制系统。利用Matlab/Simulink仿真平台,建立容错控制仿真模型,并与蒸汽发生器的集总参数仿真模型联合,分别对水位传感器恒偏差、恒增益和卡死故障进行仿真测试。仿真结果表明,容错控制系统的故障诊断模块能够准确、迅速地诊断出传感器故障并启动容错控制模块进行容错控制,使得蒸汽发生器的水位能够稳定在设定值附近,系统运行稳定。基于BP神经网络的容错控制系统对于修正蒸汽发生器水位传感器的故障有效,可用于蒸汽发生器给水控制系统的设计,提高系统的可靠性。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 给水 容错控制
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舰船锅炉汽水联箱的结构可靠性分析 被引量:1
15
作者 杨自春 胡德明 徐宜桂 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 1993年第2期90-94,共5页
本文在《压力容器缺陷评定规范》的基础上,进一步考虑材料性能不确定性和使用环境随机性的影响,用结构可靠性研究方法对含大量裂纹的某舰船锅炉汽水联箱进行安全性分析,给出其可靠度指标及失效概率,并用Monte-Carlo方法预测了裂纹扩展寿... 本文在《压力容器缺陷评定规范》的基础上,进一步考虑材料性能不确定性和使用环境随机性的影响,用结构可靠性研究方法对含大量裂纹的某舰船锅炉汽水联箱进行安全性分析,给出其可靠度指标及失效概率,并用Monte-Carlo方法预测了裂纹扩展寿命,为正确确定汽水联箱的运行管理方式及合理的检修间隔期提供了重要的技术依据。 展开更多
关键词 船舶 锅炉 汽水联箱 结构可靠性
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国外舰船蒸汽动力技术发展的启示 被引量:8
16
作者 黎南 张欣 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2016年第3期89-96,共8页
近40年来,各国陆续入役的大型驱护舰多数已经弃用蒸汽轮机,转用燃气轮机或柴油机作为舰船主动力。但在大型航空母舰和核潜艇上,蒸汽动力至今仍是唯一可用的无可替代的动力装置。介绍蒸汽动力的系统组成、技术特点、各国应用状况及发展趋... 近40年来,各国陆续入役的大型驱护舰多数已经弃用蒸汽轮机,转用燃气轮机或柴油机作为舰船主动力。但在大型航空母舰和核潜艇上,蒸汽动力至今仍是唯一可用的无可替代的动力装置。介绍蒸汽动力的系统组成、技术特点、各国应用状况及发展趋势,并为我国舰船蒸汽动力技术的发展提出一些个人建议。包括:积极借鉴国外的成功经验;重视舰船蒸汽动力技术的研究和人才培养;适当考虑选用合适的蒸汽动力方案,扶持行业的健康发展;尽快构建完善我国各种舰船动力的标准化、成熟机组系列,按常用功率等级配齐,供舰船设计时按需选配。 展开更多
关键词 蒸汽动力装置 技术现状 技术特点 发展趋势 综述
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增压空气驱动LiBr吸收式制冷复合循环的热力性能分析 被引量:1
17
作者 周江华 杨国华 《中国航海》 CSCD 北大核心 2004年第2期73-77,共5页
提出吸收式制冷复合循环新模式,讨论了复合循环的热力计算。单效/双效复合循环有高低压2个发生器,高压发生器由高温级热源驱动,低压发生器由来自高压发生器的冷剂蒸汽与低温级热源联合驱动,实现高低温级热源的能量梯级利用。作为实例,... 提出吸收式制冷复合循环新模式,讨论了复合循环的热力计算。单效/双效复合循环有高低压2个发生器,高压发生器由高温级热源驱动,低压发生器由来自高压发生器的冷剂蒸汽与低温级热源联合驱动,实现高低温级热源的能量梯级利用。作为实例,对由高低温两级增压空气中冷器驱动的单效/双效复合循环进行了热力计算,并与单效循环和双效循环进行了热力性能比较。结果表明,复合循环的热力系数和制冷量均比单效循环高出15%,复合循环的余热利用量和制冷量分别高出双效循环153%和110%。 展开更多
关键词 吸收式制冷 复合循环 能量梯级利用 柴油机 船舶 废气涡轮增压器 增压空气冷却器 热力性能
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油舱蒸汽加热的计算与对比 被引量:1
18
作者 张建平 庹艾莉 +1 位作者 辛宇 余国虎 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2018年第A01期135-141,共7页
[目的]为了设计和优化油舱的蒸汽加热系统,对油舱的蒸汽加热过程进行计算,[方法]采用Flowmaster仿真计算方法与传统计算方法进行计算,并将计算结果进行对比分析,确认其计算结果的可信性。采用2种方法,分别考察环境温度、加热盘管长度、... [目的]为了设计和优化油舱的蒸汽加热系统,对油舱的蒸汽加热过程进行计算,[方法]采用Flowmaster仿真计算方法与传统计算方法进行计算,并将计算结果进行对比分析,确认其计算结果的可信性。采用2种方法,分别考察环境温度、加热盘管长度、蒸汽流量、蒸汽温度及加热盘管传热系数对加热过程的影响。[结果]计算结果表明,2种方法的计算误差在3%~7%左右,且通过计算发现,油舱蒸汽加热系统存在最优的加热盘管长度和蒸汽流量等设计参数。2种方法各有其长短,其中仿真计算适用于优化设计,而传统方法便于初步估算。采用2种方法结合的设计方法,可互补长短。[结论]研究结果对油舱蒸汽加热系统的设计具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 油舱 蒸汽加热 仿真计算
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舰用蒸汽动力装置特有的环境适应性 被引量:6
19
作者 赵进刚 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2010年第5期19-22,共4页
讨论了装备环境适应性的概念及其与可靠性概念的关系,鉴于现有研究集中于解释装备为何在特定环境中不能正常工作的特点,指出了舰用蒸汽动力装置环境适应性概念与度量的特殊性,继而对海水温度、大气温度和湿度、水深和风浪等因素对舰用... 讨论了装备环境适应性的概念及其与可靠性概念的关系,鉴于现有研究集中于解释装备为何在特定环境中不能正常工作的特点,指出了舰用蒸汽动力装置环境适应性概念与度量的特殊性,继而对海水温度、大气温度和湿度、水深和风浪等因素对舰用蒸汽动力装置的特殊影响进行了分析,得到了装备环境适应性的新案例。 展开更多
关键词 舰船装备 蒸汽动力装置 环境适应性 可靠性
原文传递
基于Modelica的发电湿汽轮机系统仿真及特性分析
20
作者 王劲韬 曾国庆 +3 位作者 谢旭阳 谢罗涛 邹梓仪 陈国兵 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第4期105-111,共7页
本文旨在解决船用发电湿汽轮机系统在使用传统模型和数字驱动方法时,数据完整性和动态仿真精度方面存在局限性的问题。在船用发电湿汽轮机物理试验平台的基础上,采用模块化建模方法,结合自顶向下的需求分析策略和自下而上的建模思想,明... 本文旨在解决船用发电湿汽轮机系统在使用传统模型和数字驱动方法时,数据完整性和动态仿真精度方面存在局限性的问题。在船用发电湿汽轮机物理试验平台的基础上,采用模块化建模方法,结合自顶向下的需求分析策略和自下而上的建模思想,明确模型的功能要求,并逐步完成各设备模块功能的调试和组合。分析结果显示,静态和变工况仿真结果的数据误差均低于5%,且在变工况下与实际机组情况基本一致。这些仿真结果能够较为真实地反映系统的运行状况,能够为后续船舶动力数字孪生系统的建立和虚实交互提供了基础。 展开更多
关键词 模块化建模 系统仿真 MODELICA语言 船用发电湿汽轮机 MWorks仿真平台
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