大型船舶推進(jìn)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模與狀態(tài)監(jiān)測方法研究.pdf

1、船舶作為水上基本交通工具，是人類開發(fā)探索海洋世界不可或缺的重要組成。近年來，隨著船舶噸位的不斷擴(kuò)大，大型船舶安全事故頻發(fā)，造成了巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失以及嚴(yán)重的海洋環(huán)境污染。這使人們對大型船舶安全可靠運(yùn)行密切關(guān)注;作為船舶動(dòng)力心臟的推進(jìn)系統(tǒng)，其安全可靠狀態(tài)與高效運(yùn)行水平順理成章成為關(guān)注重點(diǎn)，特別是關(guān)注在復(fù)雜海洋環(huán)境中波浪-船體-推進(jìn)系+統(tǒng)三者的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)耦合問題，需要解決大型船舶的大尺度效應(yīng)、多參數(shù)耦合作用以及不確定航行環(huán)境與狀態(tài)對船舶推進(jìn)

2、系統(tǒng)影響的理論問題，并探索通過改善推進(jìn)系統(tǒng)的自適應(yīng)性和工作可靠性來提升船舶航行性能的方法。
　　 本論文以大型船舶的推進(jìn)系統(tǒng)為研究對象，通過大型船舶船體-推進(jìn)系統(tǒng)-外載荷耦合動(dòng)力學(xué)理論研究，揭示推進(jìn)系統(tǒng)與船體、外載荷耦合作用關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)的推進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行工況實(shí)時(shí)監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)，解決影響大型船舶推進(jìn)裝置安全、可靠、高效的基礎(chǔ)理論與解決方法，為大型船舶在復(fù)雜海洋航行環(huán)境中的航行性能提升提供理論支持。本文主要研究內(nèi)容和成果如

3、下:
　　 (1)提出了大型船舶船體-推進(jìn)系統(tǒng)-外載荷耦合動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)理論和計(jì)算方法。所建立的耦合動(dòng)力學(xué)理論模型綜合考慮了船體與波浪，螺旋槳與波浪，船體與推進(jìn)軸系，軸系與主機(jī)以及螺旋槳等各個(gè)因素間的相互耦合，并利用模態(tài)疊加方法提出了耦合系統(tǒng)數(shù)值解方法，通過數(shù)值模擬計(jì)算，初步系統(tǒng)地分析了耦合系統(tǒng)對推進(jìn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響，探討了模型參數(shù)對耦合系統(tǒng)響應(yīng)的作用，總結(jié)了在船舶推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)建造過程中應(yīng)該遵守的一般規(guī)律。
　　 (2)

4、為保證船舶航行的能效提升和安全可靠性，研究了船舶主機(jī)典型故障的遠(yuǎn)程監(jiān)測與診斷方法。在研究船舶主機(jī)運(yùn)行特征及故障特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，深入研究了船舶主機(jī)燃燒故障的遠(yuǎn)程診斷技術(shù);在論述遠(yuǎn)程故障診斷的研究內(nèi)容、研究意義與技術(shù)創(chuàng)新關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了基于壓縮感知數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸和盲源信號(hào)分離理論的船舶主機(jī)燃燒故障遠(yuǎn)程診斷方法;提出了基于Wigner雙譜與核獨(dú)立分量分析(KICA)相結(jié)合的故障信號(hào)關(guān)鍵特征提取方法，通過數(shù)值仿真與工程實(shí)踐驗(yàn)證了所提出的診斷技