论文部分内容阅读
作为一种新型的船舶推进方式,喷水推进泵是利用推进泵喷射出水流的作用力来驱动船舶的前行,它是融合了高速旋转机械、液压传动及控制等技术于一体的复杂的机械系统。喷水推进有着操作性能优良、抗空泡能力强、推进效率高、行驶平稳、噪声低及环保等诸多优势,随着近年来国内外对喷水推进方式的不断深入研究,喷水推进将会有巨大的市场发展前景。喷水推进泵作为船舶喷水推进系统中的关键部件,其性能的优劣影响着整个船舶航行。针对由机械元件、液压元件和控制元件的多系统耦合而成的船用喷水推进泵,以往单一领域的仿真软件已经不能满足其系统整体的建模和仿真分析需要。因此,对船用喷水推进泵进行多领域建模与仿真分析具有重大意义。首先,本文先对喷水推进技术及其喷水推进泵工作原理进行了理论研究,分析了喷水推进系统的平衡以及喷水推进泵各参数之间的定量关系,描述了喷水推进泵的结构,探讨了多学科领域建模与仿真技术,确定了喷水推进系统的研究方案与方法。其次,根据所研究的喷水推进泵的机械结构,将其分解成泵体、转舵机构、换向机构等几部分,借助UG软件搭建喷水推进泵的三维模型,导入到多领域多学科建模与仿真平台SimulationX软件中,并在此基础上建立了喷水推进泵的机械系统、液压系统以及控制系统仿真模型,再通过SimulationX中的组件转换器将三个系统连接起来,使之成为有机的整体。最后,根据喷水推进原理,建立喷水推进系统的数学模型,在仿真平台SimulationX软件中,利用软件自带的模型库搭建柴油机和船舶仿真模块,借助Modelica语言开发了软件中没有的喷水推进泵仿真模块,并将不同仿真模块进行有效的衔接,最终完成了喷水推进系统仿真模型的创建。接着,在SimulationX环境下对整个喷水推进系统进行了仿真分析,使整个系统在虚拟环境中模拟运行。研究了喷水推进泵的综合性能,结合试验数据对比分析,验证了系统模型的准确性与可靠性,为喷水推进系统仿真研究创建了一个便利、高效的分析平台,以期为船用喷水推进泵的设计和船舶动力研究提供有益的参考。