吊舱论文：吊舱式电力推进系统的建模与仿真

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1、 吊舱论文：吊舱式电力推进系统的建模与仿真吊舱论文：吊舱式电力推进系统的建模与仿真【中文摘要】本论文以吊舱式电力推进系统为研究对象,将船体、推进器作为一个整体,并考虑风、浪、流对船舶运动的干扰,建立起外界干扰下的船-机-桨的系统仿真模型。本论文的主要工作如下：1.介绍了吊舱推进器的结构及主要参数,分析了螺旋桨的流体动力特性和吊舱推进器的敞水特性,在此基础上,详细地分析了推进器与船体的相互影响,并给出了伴流系数与推力减额系数的改进算法；2.介绍了船舶阻力的成因和分类,分析了船体阻力的具体计算程序,研究了风、浪、流对船舶航行的干扰,并给出了风、浪、流的建模方法；3.从常规推进船舶的运动方程出发,推

2、导出了吊舱推进船舶的运动方程,并给出了推力系数和转矩系数的求取方法,介绍了船、机、桨的能量关系并以此导出了船-机-桨的数学模型；4.根据风、浪、流以及船-机-桨系统的数学模型搭建了基于 MATLAB/Simulink 的仿真模型,并根据实船参数进行典型工况仿真实验,将实验结果与实船试航报告数据进行对比,验证了所建立的整个船-机-桨仿真模型的有效性。最后,对本文工作和存在的问题进行了总结,提出了下一步工作设想。【英文摘要】This thesis takes the pod electric propulsion system as the research object, in which th

3、e boat, machine, propeller is a whole, and takes the interference of wind, wave and current to the movement of ship into account, set up a boat-machine-propeller system simulation model. The main work of this paper is as follows:1. This paper introduces the structure and main parameters of the pod p

4、ropulsion, analyses fluid dynamic characteristics of open water propeller and the pod propulsion. On this basis, a detai.【关键词】吊舱 电力推进 螺旋桨负载 Matlab/Simulink 仿真【英文关键词】Pod Electrical propulsion Propeller load characteristics Matlab/Simulink Simulation【目录】吊舱式电力推进系统的建模与仿真 摘要 4-5 Abstract 5 第 1 章 绪论 8-18

5、1.1 选题的背景及意义 8-12 1.2 吊舱推进技术的发展现状 12-15 1.2.1 国外技术与研究现状 12-14 1.2.2 国内相关技术应用现状 14-15 1.3 国内外推进器负载研究现状 15-16 1.4 本文的主要工作 16-18 第 2 章 吊舱推进器特性 18-32 2.1 吊舱推进器的结构及主要参数 18-20 2.1.1 吊舱推进器的结构 18-19 2.1.2 吊舱推进器主要参数 19-20 2.2 敞水螺旋桨的流体动力特性 20-21 2.3 吊舱推进器的敞水特性 21-24 2.3.1 普通螺旋桨敞水特性 22 2.3.2 桨毂锥角对敞水特性的影响 22-23

6、 2.3.3 吊舱及支架对敞水特性的影响 23-24 2.4 四象限螺旋桨工作特性 24-26 2.4.1 无界形式的四象限螺旋桨工作特性 24-25 2.4.2 有界形式的四象限螺旋桨工作特性 25-26 2.5 吊舱推进器与船体的相互作用 26-30 2.5.1 船体对螺旋桨的影响 26-28 2.5.2 螺旋桨对船体的影响 28-30 2.6 本章小结 30-32 第 3 章 船舶干扰 32-48 3.1 船舶阻力 32-34 3.1.1 裸船体阻力 32-33 3.1.2附加阻力 33-34 3.2 船体阻力 34-40 3.2.1 船体摩擦阻力的计算 34-37 3.2.2 船体剩余

7、阻力的计算 37-40 3.3 风干扰力 40-44 3.3.1 风干扰力的数学模型 40-41 3.3.2 作用于船体上的平均风压力计算 41-42 3.3.3 风压力系数的估算 42-44 3.4 波浪干扰力 44-45 3.5 流干扰力 45-47 3.6 本章小结 47-48 第 4 章 船-机-桨数学模型 48-56 4.1 船舶运动数学方程 48-51 4.2 推力系数、转矩系数的求取 51-53 4.3 船、机、桨的能量关系 53 4.4 船-机-桨数学模型 53-55 4.5 本章小结 55-56 第 5 章 吊舱推进系统综合建模仿真 56-71 5.1 “泰安口”轮简介 56

8、-57 5.2 基于 MATLAB/Simulink 的船-机-桨系统与外界干扰模型 57-63 5.2.1 船-机-桨系统的各子系统模型 57-61 5.2.2 外界干扰模型 61-62 5.2.3 系统仿真模型 62-63 5.3 系统仿真实验与结果分析 63-70 5.3.1 船舶正航 63-65 5.3.2船舶倒航 65-67 5.3.3 船舶正航-减速 67-69 5.3.4 误差分析 69-70 5.4 本章小结 70-71 第 6 章 总结与展望 71-73 6.1 全文总结 71 6.2 本文不足和后续研究展望 71-73 致谢 73-74 参考文献 74-77 攻读硕士学位期间发表论文 77