船舶管網(wǎng)水力計(jì)算方法研究.pdf

1、當(dāng)船舶系統(tǒng)中的主要設(shè)備固定后,就要對系統(tǒng)的管道和管路設(shè)備(泵、閥門、孔板等)進(jìn)行選型和優(yōu)化,而良好的管路設(shè)備選型和管道優(yōu)化以準(zhǔn)確的水力計(jì)算為基礎(chǔ)。隨著船舶系統(tǒng)的大型化、集成化,船舶的管網(wǎng)系統(tǒng)也越來越復(fù)雜,許多船舶設(shè)計(jì)人員依然使用原來的管路水力計(jì)算方法,該方法對于簡單的管路水力計(jì)算存在一定計(jì)算誤差,對于復(fù)雜的管網(wǎng)水力計(jì)算則誤差更大甚至無法計(jì)算。管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化不僅需要良好的管網(wǎng)水力計(jì)算方法,還需要依靠多種設(shè)計(jì)方案的比較、計(jì)算、異常工況模

2、擬等手段。
　　 本文借助圖論這一現(xiàn)代數(shù)學(xué)工具,根據(jù)伯努利方程和連續(xù)方程,推導(dǎo)出適用船舶管網(wǎng)水力計(jì)算的公式,并就船舶管網(wǎng)水力計(jì)算的各種類型,給出了計(jì)算流程。通過用不同方法對“育鯤”輪鍋爐供水管網(wǎng)算例求解,驗(yàn)證了本文所推導(dǎo)的船舶管網(wǎng)水力計(jì)算公式的正確性。為使船舶系統(tǒng)設(shè)計(jì)更合理,本文建立了變化管網(wǎng)穩(wěn)定流場實(shí)時求解的數(shù)學(xué)模型,可以對管網(wǎng)進(jìn)行工況模擬和設(shè)計(jì)方案的比較。在求解管網(wǎng)流量時,本文提出了無初值方法,在計(jì)算之前無需賦初值,在迭代計(jì)

3、算時,利用哈代-克羅斯法和擬牛頓法綜合求解,既避免了僅用哈代-克羅斯法求解的較大誤差,又克服了擬牛頓法求解的弊端。由于管網(wǎng)水力計(jì)算繁瑣,本文設(shè)計(jì)開發(fā)了管網(wǎng)水力計(jì)算軟件。通過“育鯤”輪鍋爐供水工況實(shí)船試驗(yàn),驗(yàn)證了本文提出的船舶管網(wǎng)水力計(jì)算方法的正確性。最后,通過對“育鯤”輪壓載水管網(wǎng)系統(tǒng)多種工況的實(shí)時仿真,驗(yàn)證了本文所建立的變化管網(wǎng)穩(wěn)定流場實(shí)時求解模型的正確性和管網(wǎng)水力計(jì)算軟件的實(shí)用性、高效性。
　　 本文提出的船舶管網(wǎng)水力計(jì)算方