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燃气轮机总体性能模型构建及多系统协同仿真研究
1
作者 王志涛 申贝贝 +2 位作者 范阔 董玉强 周兴伟 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第24期97-104,共8页
燃气轮机呈现出多学科交叉特性及多系统耦合特征,使得单一学科的仿真模型难以满足其综合性能分析需求,亟需开展燃气轮机多系统耦合仿真研究。为开展燃气轮机的多系统耦合仿真研究,本文将基于FMI接口的多系统集成方法应用于燃气轮机的多... 燃气轮机呈现出多学科交叉特性及多系统耦合特征,使得单一学科的仿真模型难以满足其综合性能分析需求,亟需开展燃气轮机多系统耦合仿真研究。为开展燃气轮机的多系统耦合仿真研究,本文将基于FMI接口的多系统集成方法应用于燃气轮机的多系统耦合建模,提出基于MWorks的燃气轮机多系统耦合仿真模型构建方法。首先,利用针对不同物理领域的专用软件工具开发子系统仿真模型;其次,基于标准化接口协议建立不同系统间的标准化数据通讯接口并导出为统一文件格式,基于统一平台构建多系统耦合燃气轮机总体性能仿真模型;最后,通过阶跃响应仿真验证模型的动态特性,仿真结果说明基于该方法的多系统集成模型间数据互通稳定,能够满足燃气轮机多系统、多领域耦合模型的建模需要。 展开更多
关键词 燃气轮机 总体性能模型 多系统协同仿真 标准化接口技术
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某双燃料动力装置整机仿真与故障模拟分析
2
作者 李方玉 杨雷 胡以怀 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第3期95-100,共6页
以瓦锡兰DF20 LNG/柴油双燃料发动机实机技术参数为依据,在GT-Power软件中建立其整机工作过程一维仿真模型,利用台架试验数据对模型进行修正,得到双燃料发动机正常工况下的计算模型。对模型中相应参数进行修改,模拟了双燃料发动机额定... 以瓦锡兰DF20 LNG/柴油双燃料发动机实机技术参数为依据,在GT-Power软件中建立其整机工作过程一维仿真模型,利用台架试验数据对模型进行修正,得到双燃料发动机正常工况下的计算模型。对模型中相应参数进行修改,模拟了双燃料发动机额定工况下单缸供气过多或过少、引燃油喷油过迟或过早等故障,并对不同环境温度下双燃料发动机的工作过程进行模拟;通过对计算结果的处理分析,得出不同故障、同一故障不同程度以及不同环境温度下发动机热工参数的变化规律,为LNG/柴油双燃料发动机的故障诊断及排除提供参考依据。 展开更多
关键词 双燃料发动机 整机模型 故障模拟 环境温度
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基于内聚力单元法的含裂纹压气机冲击响应规律研究
3
作者 刘航 张宇 +4 位作者 郭佳凯 杜志鹏 陈威 李晓彬 潘晋 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第6期238-249,共12页
[目的]旨在探究含裂纹舰载设备在水下非接触爆炸冲击载荷下的响应规律。[方法]以某型舰载燃气轮机的压气机部件为研究对象,开展无裂纹压气机冲击试验,并提出一种基于内聚力单元的时域模拟方法对含裂纹压气机开展冲击响应规律研究。[结果... [目的]旨在探究含裂纹舰载设备在水下非接触爆炸冲击载荷下的响应规律。[方法]以某型舰载燃气轮机的压气机部件为研究对象,开展无裂纹压气机冲击试验,并提出一种基于内聚力单元的时域模拟方法对含裂纹压气机开展冲击响应规律研究。[结果]结果表明,支承腿是压气机的薄弱环节。当单个支承腿断裂时,机匣结构与转轴结构应力峰值相比无裂纹时分别增加了17.01%和17.06%,压气机的支承结构应力峰值可达215 MPa;当多支承腿开裂时,机匣结构和转轴结构随支承腿断裂数量的变化不明显,但支承结构应力峰值随支承腿断裂数量的变化呈现先增大后减小的规律,且压气机在两个支承腿同时开裂时,应力响应最大,可达283 MPa。[结论]研究结果对含裂纹舰载设备的冲击响应规律研究具有指导意义。 展开更多
关键词 压气机 含裂纹压气机 水下爆炸 非接触爆炸 防爆 冲击响应 冲击试验 内聚力单元 时域模拟
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舰船汽轮齿轮机组一体化的初步设计多目标优化 被引量：5
4
作者 陈林根 胡德明 张俊迈 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 1991年第2期66-71,共6页
本文讨论了在舰船汽轮齿轮机组初步设计中引入一体化多目标优化方法的必要性,介绍了用于优化计算的计算模型,讨论了优化变量、目标函数的选择,搜索过程中约束条件的某些假定,以及优化搜索过程。求一个三目标有约束(90个)多变量(14个)非... 本文讨论了在舰船汽轮齿轮机组初步设计中引入一体化多目标优化方法的必要性,介绍了用于优化计算的计算模型,讨论了优化变量、目标函数的选择,搜索过程中约束条件的某些假定,以及优化搜索过程。求一个三目标有约束(90个)多变量(14个)非线性规划决策问题。给出了各型汽轮齿轮机组的单目标和多目标优化分析的一些结果。计算表明所提出的方法是有效且实用的。 展开更多
关键词 船舶 汽轮机 冷凝器 齿轮机组
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船用燃机涡轮导叶扇形叶栅气动性能试验研究
5
作者 牛夕莹 郑群 +3 位作者 高春祥 林枫 高杰 胡博 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第2期113-119,共7页
为了验证全三维优化设计效果,并探索适用于船用燃气轮机工作特点的叶型,利用扇形涡轮叶栅试验台,针对某船用燃气轮机原型和改型两套涡轮导叶,开展了不同攻角下的扇形叶栅气动性能试验。应用五孔探针、叶片表面静压测量孔,分别测量了叶... 为了验证全三维优化设计效果,并探索适用于船用燃气轮机工作特点的叶型,利用扇形涡轮叶栅试验台,针对某船用燃气轮机原型和改型两套涡轮导叶,开展了不同攻角下的扇形叶栅气动性能试验。应用五孔探针、叶片表面静压测量孔,分别测量了叶栅出口流场、不同叶高处叶片型面的压力,分析了导叶出口截面速度场及总压损失分布,导叶根、中、顶这3个截面压力分布,以及节距平均出口气流角、总压损失系数沿叶高分布等。优化前后试验结果对比分析表明:经优化改型后,沿叶高方向导叶表面压力分布更趋均匀化,叶片后部加载特征更加明显,在试验攻角范围内(-10°~+10°)导叶总压损失系数明显减小,且攻角变化对损失影响较小。结果表明,导叶该型是成功的,改进后的导叶对变工况的适应性更加优良,非常适合用于工况变化较为频繁的船用燃气轮机。 展开更多
关键词 船用燃气轮机 涡轮导叶 扇形叶栅 气动性能
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船用燃气轮机发电机组动态性能仿真 被引量：5
6
作者 邵梦麟 梁前超 +1 位作者 闫东 邬健 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第4期71-76,共6页
基于Matlab/Simulink平台,根据容积惯性法建立某三轴燃气轮机发电机组非线性动态模型,并定制燃气轮机转速调节及发电机励磁系统控制策略,对动态模型进行阶跃形突增突减负荷变工况仿真研究。结果表明动态模型能够有效地对负荷突变工况进... 基于Matlab/Simulink平台,根据容积惯性法建立某三轴燃气轮机发电机组非线性动态模型,并定制燃气轮机转速调节及发电机励磁系统控制策略,对动态模型进行阶跃形突增突减负荷变工况仿真研究。结果表明动态模型能够有效地对负荷突变工况进行模拟,为船舶电网供电模块的控制系统设计与优化提供模型基础;在变工况过渡过程中,燃气轮机发电机组动态响应特性满足船舶电网供电品质要求。 展开更多
关键词 燃气轮机发电机组 动态特性 控制系统 供电品质
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基于相似度的燃气轮机故障可诊断性分析方法
7
作者 韩逍豫 曹云鹏 +1 位作者 屈东生 冯伟兴 《控制与决策》 北大核心 2025年第9期2859-2867,共9页
针对燃气轮机信号监测过程中存在噪声干扰及特征冗余所导致的数据稳定性差、诊断效率低的问题,提出一种基于相似度的燃气轮机可诊断性分析方法.首先,通过多项式拟合得到运行数据的整体趋势,消除局部突变导致的噪声,计算得到噪声阈值,解... 针对燃气轮机信号监测过程中存在噪声干扰及特征冗余所导致的数据稳定性差、诊断效率低的问题,提出一种基于相似度的燃气轮机可诊断性分析方法.首先,通过多项式拟合得到运行数据的整体趋势,消除局部突变导致的噪声,计算得到噪声阈值,解决监测信号噪声干扰问题;然后,利用动态时间规整算法对燃气轮机不同运行状态下的数据进行相似度计算,得到独立性特征,构建可诊断性评价矩阵与故障特征矩阵,筛选燃气轮机最优特征组合,解决监测信号特征冗余问题;最后,将筛选得到的最优特征组合作为深层卷积神经网络的输入,建立故障诊断模型,利用燃气轮机典型气路故障数据对所提出的方法进行实验验证,结果表明,所提出的方法有效去除了冗余特征,具备良好的故障隔离性,准确率达到99.98%,相对原始特征诊断效率提升32.61%. 展开更多
关键词 燃气轮机 可诊断性 时序相似度 特征提取 故障诊断
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燃油时滞特性对燃气轮机动态性能的影响研究
8
作者 应世琪 舒春英 +3 位作者 王志涛 张靖凯 李淑英 汪博文 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第14期67-73,共7页
燃油系统的时滞特性会对燃气轮机的动态性能造成显著影响,集成仿真模型是复现这种复杂动态过程的有效工具,尤其是对于负荷突变的恶劣工况。基于燃气轮机与燃油系统模拟装置的结构和工作原理建立了一个多学科的燃气轮机多系统集成模型,... 燃油系统的时滞特性会对燃气轮机的动态性能造成显著影响,集成仿真模型是复现这种复杂动态过程的有效工具,尤其是对于负荷突变的恶劣工况。基于燃气轮机与燃油系统模拟装置的结构和工作原理建立了一个多学科的燃气轮机多系统集成模型,并搭建了发电燃气轮机半物理仿真实验台,进行变工况仿真。结果表明,燃油系统的时滞特性会减弱突变负荷时燃气轮机的燃油调节能力,降低燃气轮机的稳定性,同时导致燃气轮机动力涡轮转速的瞬态调速率增大,在0.2~0.4工况的加载过程中瞬态调速率增大了44.36%,0.4~0.6工况的加载过程中增大了29.75%。 展开更多
关键词 燃气轮机 燃油系统 时滞特性 多系统集成 半物理仿真实验
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79800DWT双燃料动力散货船气体燃料系统设计 被引量：5
9
作者 管义锋 史腾飞 +1 位作者 李岳洋 纪伟 《船舶工程》 北大核心 2015年第10期40-44,共5页
由于天然气属于高危易燃气体,因此对于双燃料动力船舶在使用LNG燃料的过程中的安全问题成为一个特别重要的问题,文章从安全角度出发,分别从气体燃料储存系统、气体燃料供应系统、气体燃料充装系统、通风系统、消防系统、LNG监测报警系统... 由于天然气属于高危易燃气体,因此对于双燃料动力船舶在使用LNG燃料的过程中的安全问题成为一个特别重要的问题,文章从安全角度出发,分别从气体燃料储存系统、气体燃料供应系统、气体燃料充装系统、通风系统、消防系统、LNG监测报警系统,全面地介绍了79800DWT双燃料动力散货船的气体燃料系统设计,希望可以为此类系统的设计和使用提供参考。 展开更多
关键词 双燃料动力散货船 气体燃料系统 LNG监测报警系统
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涡轮叶片气膜孔口微挡板对冷却效率的影响
10
作者 齐凤君 许伟刚 +2 位作者 王傲 柳林 卜诗 《船舶工程》 北大核心 2025年第10期84-91,共8页
[目的]为了进一步提高燃气轮机叶片气膜的冷却性能,[方法]提出一种孔口带百叶挡板的新型气膜孔结构,基于平板结构,运用湍流模型SST k-ω进行数值模拟。对4种吹风比情况下新型气膜孔结构与传统气膜孔结构对冷却效率的影响进行分析。[结果... [目的]为了进一步提高燃气轮机叶片气膜的冷却性能,[方法]提出一种孔口带百叶挡板的新型气膜孔结构,基于平板结构,运用湍流模型SST k-ω进行数值模拟。对4种吹风比情况下新型气膜孔结构与传统气膜孔结构对冷却效率的影响进行分析。[结果]结果表明:靠近气膜孔出口位置时,吹风比为1.5的气膜孔冷却效率最高;当吹风比为2.0时,相较于传统孔型,带百叶挡板的气膜孔冷却效率提升最显著。[结论]研究成果可为船舶燃气轮机叶片设计优化提供一定参考。 展开更多
关键词 涡轮叶片 气膜冷却 冷却效率 数值模拟
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水下航行器燃气涡轮动力系统的多目标函数优化 被引量：3
11
作者 钱志博 曹伟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2006年第1期91-94,共4页
通过分析水下航行器燃气涡轮机主要结构参数对发动机性能的影响,给出了涡轮动力系统主要结构参数优化的数学模型,对单级、冲动式(带小反力度)、超音速、多速制的燃气涡轮机的设计实例运用遗传算法进行了多目标函数优化设计计算。
关键词 水下航行器 燃气涡轮机 遗传算法 多目标函数 优化设计
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两级双转子对置式离心压气机气动设计和强度校核 被引量：3
12
作者 耿少娟 倪明 +2 位作者 丁林超 王文涛 张小玉 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期111-119,共9页
[目的]为完成某小型燃气轮机用两级双转子对置式离心压气机设计,[方法]将Concepts NREC和Nu.meca软件相结合,对两级双转子对置式离心压气机气动设计和三维流场进行校核;叶轮选取0Cr17Ni4Cu4Nb材料,采用ANSYS软件在线弹性范围内分析及校... [目的]为完成某小型燃气轮机用两级双转子对置式离心压气机设计,[方法]将Concepts NREC和Nu.meca软件相结合,对两级双转子对置式离心压气机气动设计和三维流场进行校核;叶轮选取0Cr17Ni4Cu4Nb材料,采用ANSYS软件在线弹性范围内分析及校核离心叶轮强度和振动特性。[结果]气动设计结果表明,在设计流量点,两级离心压气机总压比为7.97,绝热效率为80.39%,稳定裕度为17.2%。强度和振动分析结果表明,叶轮静强度满足材料强度要求;根据“三重点”共振理论,两级离心叶轮均无共振危险。[结论]得到了同时满足气动、强度和振动要求的高压比、高效率和宽稳定裕度两级离心压气机设计方案,可为小型燃气轮机设计和技术集成、试验测试等提供基础支撑。 展开更多
关键词 两级离心压气机 气动设计 强度校核 数值模拟
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活塞环润滑及摩擦损失仿真分析 被引量：6
13
作者 卢熙群 郭宜斌 何涛 《船海工程》 2009年第5期71-75,共5页
利用平均雷诺方程分析活塞环-缸套间的润滑特性,仿真结果表明,活塞环-缸套间的摩擦损失受表面粗糙度、润滑油粘度、环表面型线等因素的综合影响;活塞在做功行程上止点时,活塞环-缸套间油膜最薄,摩擦损失功率最大;采用非等压环时,油膜厚... 利用平均雷诺方程分析活塞环-缸套间的润滑特性,仿真结果表明,活塞环-缸套间的摩擦损失受表面粗糙度、润滑油粘度、环表面型线等因素的综合影响;活塞在做功行程上止点时,活塞环-缸套间油膜最薄,摩擦损失功率最大;采用非等压环时,油膜厚度沿着活塞环周向分布是不均匀的,在环开口位置处厚度较小。 展开更多
关键词 活塞环 缸套 润滑 摩擦损失
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基于燃气轮机可靠性的维修策略 被引量：4
14
作者 汤建华 张义农 《舰船科学技术》 北大核心 2012年第6期141-143,共3页
介绍了DDG-1000级驱逐舰综合电力系统中MT-30燃气轮机发电机组概况,与已经在美国海军广泛使用的LM-2500燃气轮在运行与维修方面进行比较;讨论MT-30燃气轮机采用以基于可靠性的维修策略以及更换模块化维修方式的可行性;提出了综合持续作... 介绍了DDG-1000级驱逐舰综合电力系统中MT-30燃气轮机发电机组概况,与已经在美国海军广泛使用的LM-2500燃气轮在运行与维修方面进行比较;讨论MT-30燃气轮机采用以基于可靠性的维修策略以及更换模块化维修方式的可行性;提出了综合持续作战电源的电力输出要求。 展开更多
关键词 综合电力系统 MT-30燃气轮机 维修策略
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一种船用汽轮机组激振力分析计算方法 被引量：1
15
作者 王志国 陈志坚 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2000年第6期29-31,3,共3页
文章介绍了一种船用汽轮机组激振力的分析计算方法。该方法以汽轮机组部件不平衡力为引起振动的主要原因 ,分析计算汽轮机组激振力的频率和幅值 ,并根据实船振动实测数据进行校正。
关键词 汽轮机组 振动 激振力 船舶 计算方法 频率 幅值
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不同冲击靶距矩阵肋双层壁单元的协同冷却性能
16
作者 李邢伟 李杰 +2 位作者 俞滨烨 王傲 卜诗 《船舶工程》 北大核心 2025年第5期78-86,共9页
[目的]为了研究涡轮叶片双层壁结构中靶距对双层壁冷却效果的影响,开展不同冲击靶距下的矩阵肋双层壁单元的协同冷却性能研究。[方法]采用矩阵结构引导外腔多孔射流冲击,提升靶面的传热效率和整体热效率。建立双气路的试验装置测量冲击... [目的]为了研究涡轮叶片双层壁结构中靶距对双层壁冷却效果的影响,开展不同冲击靶距下的矩阵肋双层壁单元的协同冷却性能研究。[方法]采用矩阵结构引导外腔多孔射流冲击,提升靶面的传热效率和整体热效率。建立双气路的试验装置测量冲击靶面的传热,并采用已验证的湍流模型SST k-ω进行数值模拟,对比靶面在5种距径比(靶距与射流孔直径的比值)下的传热情况。[结果]研究表明:当靶距较短时,靶面上能产生更强的热传递;受射流腔中冲击引发的二次涡流的影响,当距径比为3.75时,整体传热水平达到最高,但此时摩擦因数比增大导致压力损失增大,进而使综合热效率下降,不及距径比为2.50时的靶距。矩阵结构在双层壁单元中具有显著优势,能使内外腔之间产生一种高效的协同冷却,提升靶面的传热效果;同时,能产生良好的纵向涡阵列,提升射流动量和克服横流的能力。[结论]研究成果可供船舶燃气轮机涡轮叶片双层壁的冷却设计优化参考。 展开更多
关键词 涡轮叶片 双层冷却 冲击靶距 矩阵肋 双层壁单元 协同冷却性能
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基于二重威布尔混合分布的某型燃机燃油泵组件可靠性分析 被引量：1
17
作者 陈阳 李俊 熊景阳 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第3期126-130,共5页
燃油泵组件是机电一体化的产品,其在使用中获得的故障数据存在不同失效机理的情况,因此一重威布尔分布无法准确描述产品失效机理,而混合分布通过将多种失效分布进行耦合,能够充分描述产品失效机理。本文将二重三参数威布尔混合分布模型... 燃油泵组件是机电一体化的产品,其在使用中获得的故障数据存在不同失效机理的情况,因此一重威布尔分布无法准确描述产品失效机理,而混合分布通过将多种失效分布进行耦合,能够充分描述产品失效机理。本文将二重三参数威布尔混合分布模型应用在舰船发动机附件故障分析中,基于某型燃机燃油泵组件的故障数据,通过数据分析直方图确定故障模型与模型初始化参数,通过Matlab非线性曲线拟合方法来估计二重三参数威布尔混合分布的参数。研究方法及成果能够为燃油泵组件可靠性分析及优化改进提供一定的借鉴。 展开更多
关键词 燃油泵组件 二重三参数威布尔混合分布 数据分析直方图 参数估计
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LNG渔船冷能利用装置的设计及试验研究 被引量：5
18
作者 秦锋 周吉成 +2 位作者 徐立昊 刘淼儿 邹云 《煤气与热力》 2017年第5期13-18,共6页
针对以LNG为燃料的近海渔船,设计一种LNG冷能利用工艺,通过流程模拟确定主要设备和物流参数,结合已建的450 kW船用柴油-LNG混合燃料发动机试验系统,研制LNG冷能利用试验装置,开展蓄冷和放冷的试验研究。试验结果验证了工艺方案的可行性... 针对以LNG为燃料的近海渔船,设计一种LNG冷能利用工艺,通过流程模拟确定主要设备和物流参数,结合已建的450 kW船用柴油-LNG混合燃料发动机试验系统,研制LNG冷能利用试验装置,开展蓄冷和放冷的试验研究。试验结果验证了工艺方案的可行性,可以在渔船上实现LNG冷能的回收及利用。根据试验结果提出了装置的改进方向。 展开更多
关键词 LNG渔船 冷能利用 试验装置 蓄冷 放冷 试验研究
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船用主汽轮齿轮机组调节控制保安系统故障分析 被引量：1
19
作者 陈林根 刘维国 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期543-545,共3页
论述新型船用主汽轮齿轮机组调节控制保安系统的故障形式、特征、原因和处理对策。
关键词 主汽轮齿轮机组 调节控制 保安系统 故障分析 船舶
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柴-燃联合动力装置中燃机仿真设计与研究
20
作者 赵晓明 濮希刚 +1 位作者 韩超锋 吴刚 《舰船电子工程》 2025年第1期118-122,共5页
舰船柴燃联合动力装置具有燃气轮机和柴油机并车运行的特点,提高了动力装置的可靠性和寿命机动性,同时具有更高的经济效益和使用寿命。论文在理论上对柴燃联合动力装置的燃气轮机部分进行Simulink仿真建模研究,并进一步基于LabVIEW软件... 舰船柴燃联合动力装置具有燃气轮机和柴油机并车运行的特点,提高了动力装置的可靠性和寿命机动性,同时具有更高的经济效益和使用寿命。论文在理论上对柴燃联合动力装置的燃气轮机部分进行Simulink仿真建模研究,并进一步基于LabVIEW软件开发了对于动力装置系统的的燃气轮机监测控制界面,通过Model Interface Toolkit工具包实现了LabVIEW所开发上位机与Simulink仿真模型的联系。研究结果表明,在同实验条件下,Simulink单独仿真结果与联合仿真平台仿真结果,通过联合仿真平台输出的数据与Simulink单独仿真输出的结果基本一致,证明联合仿真平台输出的准确性。论文对发展我国的柴燃联合动力装置系统研究具有指导意义。 展开更多
关键词 CODAG装置 燃气轮机 仿真研究 LABVIEW
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