吊舱论文：吊舱式电力推进系统的建模与仿真

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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】Thisthesistakesthepodelectricpropulsionsystemastheresearchobject,inwhichtheboat,machine,propellerisawhole,andtakestheinterferenceofwind,waveandcurrenttothemovementofshipintoaccount,setupaboat-machine-propellersystemsimulationmodel.Themainwork ofthispaperisasfollows:1.Thispaperintroducesthestructureandmainparametersofthepodpropulsion,analysesfluiddynamiccharacteristicsofopenwaterpropellerandthepodpropulsion.Onthisbasis,adetai...【关键词】吊舱电力推进螺旋桨负载Matlab/Simulink仿真【英文关键词】PodElectricalpropulsionPropellerloadcharacteristicsMatlab/SimulinkSimulation【目录】吊舱式电力推进系统的建模与仿真摘要4-5Abstract5第1章绪论8-181.1选题的背景及意义8-121.2吊舱推进技术的发展现状12-151.2.1国外技术与研究现状12-141.2.2国内相关技术应用现状14-151.3国内外推进器负载研究现状15-161.4本文的主要工作16-18第2章吊舱推进器特性18-322.1吊舱推进器的结构及主要参数18-202.1.1吊舱推进器的结构18-192.1.2吊舱推进器主要参数19-202.2敞水螺旋桨的流体动力特性20-212.3吊舱推进器的敞水特性21-242.3.1普通螺旋桨敞水特性222.3.2桨毂锥角对敞水特性的影响22-232.3.3吊舱及支架对敞水特性的影响23-242.4四象限螺旋桨工作特性24-262.4.1无界形式的四象限螺旋桨工作特性24-252.4.2 有界形式的四象限螺旋桨工作特性25-262.5吊舱推进器与船体的相互作用26-302.5.1船体对螺旋桨的影响26-282.5.2螺旋桨对船体的影响28-302.6本章小结30-32第3章船舶干扰32-483.1船舶阻力32-343.1.1裸船体阻力32-333.1.2附加阻力33-343.2船体阻力34-403.2.1船体摩擦阻力的计算34-373.2.2船体剩余阻力的计算37-403.3风干扰力40-443.3.1风干扰力的数学模型40-413.3.2作用于船体上的平均风压力计算41-423.3.3风压力系数的估算42-443.4波浪干扰力44-453.5流干扰力45-473.6本章小结47-48第4章船-机-桨数学模型48-564.1船舶运动数学方程48-514.2推力系数、转矩系数的求取51-534.3船、机、桨的能量关系534.4船-机-桨数学模型53-554.5本章小结55-56第5章吊舱推进系统综合建模仿真56-715.1“泰安口”轮简介56-575.2基于MATLAB/Simulink的船-机-桨系统与外界干扰模型57-635.2.1船-机-桨系统的各子系统模型57-615.2.2外界干扰模型61-625.2.3系统仿真模型62-635.3系统仿真实验与结果分析63-705.3.1船舶正航63-655.3.2船舶倒航65-675.3.3 船舶正航-减速67-695.3.4误差分析69-705.4本章小结70-71第6章总结与展望71-736.1全文总结716.2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