船舶燃气轮机启动转速自适应模糊滑模控制方法

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作者 田彪 田宝元 +1 位作者 王焕杰 高亚坤 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第24期67-71,共5页

在复杂多变的海上运行环境下,针对减少船舶燃气轮机启动过程中的响应滞后时间、有效抑制外界干扰以及确保转速能够迅速达到并稳定至设定值的问题,提出了船舶燃气轮机启动转速自适应模糊滑模控制方法。通过Rowen模型,建立船舶燃气轮机数... 在复杂多变的海上运行环境下,针对减少船舶燃气轮机启动过程中的响应滞后时间、有效抑制外界干扰以及确保转速能够迅速达到并稳定至设定值的问题,提出了船舶燃气轮机启动转速自适应模糊滑模控制方法。通过Rowen模型,建立船舶燃气轮机数学模型;以该模型为基础,利用自适应模糊滑模控制算法,设计船舶燃气轮机启动转速控制器;采用变论域自适应模糊PID算法,根据实时转速偏差及其变化率,输出滑模控制器的自适应参数,用于调整滑模控制器的行为,以更好地抑制外界干扰;滑模控制器依据自适应参数,设计控制律,实现船舶燃气轮机启动转速的快速响应,减少响应滞后时间,使转速能够迅速达到并稳定至设定值。实验证明,该方法可有效快速控制船舶燃气轮机启动转速,负载扰动情况下,该方法启动转速控制的超调量较小。 展开更多

关键词 船舶燃气轮机 启动转速 自适应 模糊PID 变论域

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船舶燃气轮机发电机组实时仿真新方案 被引量：2

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作者 李淑英 李铁磊 王志涛 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期69-73,共5页

针对传统的船舶燃气轮机发电机组实时仿真方案的不足,基于无刷直流电机恒扭矩控制系统,提出了一种新的实时仿真方案。开发了某型三轴燃气轮机实时仿真模型和无刷直流电机驱动控制器,最终实现了船舶燃气轮机发电机组实时仿真平台。针对... 针对传统的船舶燃气轮机发电机组实时仿真方案的不足,基于无刷直流电机恒扭矩控制系统,提出了一种新的实时仿真方案。开发了某型三轴燃气轮机实时仿真模型和无刷直流电机驱动控制器,最终实现了船舶燃气轮机发电机组实时仿真平台。针对机组突增、突减负载的过程开展的实时仿真实验表明,新方案在保证仿真精度的前提下,可以很好地满足仿真实时性。 展开更多

关键词 船舶燃气轮机 发电机组 实时仿真 无刷直流电机 扭矩控制系统

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船舶燃气轮机装置分布式集成仿真平台设计 被引量：2

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作者 李铁磊 李淑英 王志涛 《船舶工程》 北大核心 2013年第4期94-98,共5页

针对船舶燃气轮机装置分布式集成仿真的功能,设计了包括应用层、支撑层、通讯层和设备层在内的分布式集成仿真平台体系层次。选择MATLAB/SIMULINK环境开发应用层和支撑层,选择HLA协议和RTI软件实现通讯层。最终形成了由平台运行管理器... 针对船舶燃气轮机装置分布式集成仿真的功能,设计了包括应用层、支撑层、通讯层和设备层在内的分布式集成仿真平台体系层次。选择MATLAB/SIMULINK环境开发应用层和支撑层,选择HLA协议和RTI软件实现通讯层。最终形成了由平台运行管理器、分布式仿真包、模块化模型库、分布式仿真接口以及RTI软件组成的"服务器/运算节点"式的平台运行框架。通过某型双轴燃气轮机在机械推进工作方式下的分布式集成仿真实验,初步验证了平台体系框架的合理性和有效性。 展开更多

关键词 船舶燃气轮机装置 高层体系结构 集成仿真 软件设计

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船舶燃气轮机冷却涡轮叶片内部带肋冷却通道颗粒沉积特性研究 被引量：4

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作者 赵宏杰 姜玉廷 +2 位作者 杜磊 房一博 郑群 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2499-2508,共10页

为了探究船舶燃气轮机冷却涡轮叶片内部冷却通道内肋片角度的改变对颗粒沉积特性的影响,以7种不同肋片角度及1种弯头处加导流片的肋结构作为研究对象,运用CFD数值模拟对比分析各种冷却结构的流动换热性能以及颗粒沉积特性。结果表明:当... 为了探究船舶燃气轮机冷却涡轮叶片内部冷却通道内肋片角度的改变对颗粒沉积特性的影响,以7种不同肋片角度及1种弯头处加导流片的肋结构作为研究对象,运用CFD数值模拟对比分析各种冷却结构的流动换热性能以及颗粒沉积特性。结果表明:当肋片角度改变时,内部通道的流动换热和弯头壁面的沉积率存在很大差异。肋片角度为45°的内部冷却通道的换热性能相比于换热性能最差的E型肋的平均努塞尔数高了25%;肋片角度为60°时,弯头壁面和弯头后壁面的沉积率最低;肋片角度为90°时沉积率最高;肋片角度为135°时换热性能最差,弯头壁面沉积率最低。肋片角度的改变对弯头侧壁的沉积率和各个部分的撞击率无显著影响,但是增加导流片可以有效降低弯头壁面的捕获率和沉积率以及弯头侧壁的沉积率、撞击率和捕获率。 展开更多

关键词 船舶燃气轮机 肋倾角 流动换热 颗粒沉积 内冷通道

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船舶燃气轮机进气系统中过滤装置数值模型化处理方法研究 被引量：3

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作者 马启新 刘艳明 +2 位作者 潘涛 阳仕柏 翟斌 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2475-2482,共8页

为了研究船舶燃气轮机进气系统中,过滤装置数值模型化处理方法的模拟精度及其适用性,针对一种双通道船舶燃气轮机进气系统,分别采用Fan边界和多孔介质模型方法对过滤装置(百叶窗、滤清器)的复杂结构进行处理,开展进气系统内流场特性的... 为了研究船舶燃气轮机进气系统中,过滤装置数值模型化处理方法的模拟精度及其适用性,针对一种双通道船舶燃气轮机进气系统,分别采用Fan边界和多孔介质模型方法对过滤装置(百叶窗、滤清器)的复杂结构进行处理,开展进气系统内流场特性的详细数值计算研究。结果表明:进气系统大部分总压损失源于燃烧空气滤清器产生的总压损失和竖井中的流动损失;与Fan边界相比,多孔介质模型方法能够获得更贴合实际的进气系统流场,对系统总压损失的预测更具可靠性;两种方法计算出的进气系统流动损失相差不超过10%;使用Fan边界需保证过滤装置不产生明显的整流作用,且压力损失实验数据完备,而选用多孔介质模型需要已知过滤装置阻力系数、孔隙率等物理参数。 展开更多

关键词 船舶燃气轮机 进气系统 多孔介质 总压损失 过滤装置 边界

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船舶燃气轮机U型肋通道的颗粒沉积特性研究

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作者 赵宏杰 姜玉廷 +2 位作者 郑群 陈禹田 陆松兵 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1906-1914,共9页

为了探究船舶燃气轮机内部冷却通道的颗粒沉积特性,本研究以分析从随压气机抽取的气体进入涡轮内部冷却通道内的颗粒动力学特性及颗粒与壁面相互作用的特性出发,基于高温壁面建立速度场影响的沉积模型,利用用户自定义函数实现沉积模型与... 为了探究船舶燃气轮机内部冷却通道的颗粒沉积特性,本研究以分析从随压气机抽取的气体进入涡轮内部冷却通道内的颗粒动力学特性及颗粒与壁面相互作用的特性出发,基于高温壁面建立速度场影响的沉积模型,利用用户自定义函数实现沉积模型与CFD程序的嵌套。并简化船舶燃气轮机涡轮内部冷却通道,选取了在气膜孔与壁面之间夹角β=90°时,下游肋倾角α不同(α=30°,45°,60°,75°,90°),及在下游肋倾角α=60°时,气膜孔与壁面之间夹角β不同(β=30°,45°,60°,75°,90°)的八种不同内冷结构进行数值计算。研究表明,在β=90°不变时,随着α=90°减小到α=30°,弯头壁面换热性能和沉积率逐渐呈下降趋势,下游肋与肋之间壁面上颗粒的撞击率逐渐上升。α=60°,β=45°的U型肋通道,是八个内冷结构中弯头壁面沉积率最少、换热性能最好、能够有效减少内部冷却通道颗粒沉积和改善船舶燃气轮机涡轮海洋环境工作适应性的内冷结构。 展开更多

关键词 船舶燃气轮机 肋倾角 气膜孔 颗粒沉积 沉积模型

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船舶燃气轮机转速自适应模糊控制 被引量：1

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作者 马树焕 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第22期126-129,共4页

船舶燃气轮机对转速的要求较高,需在瞬间完成响应并保持稳定。然而,由于燃气轮机具有惯性和时间延迟等特性,导致转速的调整可能存在响应滞后或者波动问题。为此,提出基于状态观测的船舶燃气轮机转速自适应模糊控制方法。应用船舶燃气轮... 船舶燃气轮机对转速的要求较高,需在瞬间完成响应并保持稳定。然而,由于燃气轮机具有惯性和时间延迟等特性,导致转速的调整可能存在响应滞后或者波动问题。为此,提出基于状态观测的船舶燃气轮机转速自适应模糊控制方法。应用船舶燃气轮机转速状态观测器,结合船舶燃气轮机转速与燃油量之间的映射关系,根据当下燃油量状态,观测实际船舶燃气轮机转速,通过基于模糊自适应PID控制器的转速控制模型,计算实际转速与给定转速的转速偏差、偏差率,由模糊自适应PID控制器自适应调节船舶燃气轮机转速。实验结果证明:此方法应用下,船舶燃气轮机转速能够得以准确控制。 展开更多

关键词 状态观测 船舶燃气轮机 转速自适应 模糊控制 PID控制器 燃油流量

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船舶燃气轮机冷却风机压头对排气引射系统流场特性的影响 被引量：1

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作者 杨福正 刘宇骁 +1 位作者 柴运强 吴轩 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期59-66,88,共9页

为了解决船舶燃气轮机在恶劣工况下冷却空气进气量较少的问题,以船舶燃气轮机完整排气引射系统为研究对象,采用标准k-ε模型模拟计算,分析了风机压头为0 Pa基准工况下的流场特性和温度分布特性,在此基础上探索了开启冷却风机后不同风机... 为了解决船舶燃气轮机在恶劣工况下冷却空气进气量较少的问题,以船舶燃气轮机完整排气引射系统为研究对象,采用标准k-ε模型模拟计算,分析了风机压头为0 Pa基准工况下的流场特性和温度分布特性,在此基础上探索了开启冷却风机后不同风机压头对排气引射系统流场特性的影响。研究表明:基准工况时无量纲出口温度为0.5150,而当风机压头为200 Pa时无量纲温度为0.5099,与基准工况对比,箱装体冷却进气质量流量随压力阶跃的增加而增加,冷却进气量增加使混合管道内的温度更加均匀、局部高温区更小、出口温度更低;在研究条件下,随着风机压头的提升,排气引射系统的总引射量和总引射系数也相应提高,在1500 Pa工况下达到最大值,相较于基准工况,总引射系数提高了17.2%;喷管进口的总压和静压均会随着压头增加而增大,排气引射系统出口温度持续降低,在阶跃压力从200 Pa增加到1500 Pa的过程中,无量纲温度从0.5099下降到0.4771。 展开更多

关键词 船舶燃气轮机 排气引射系统 流场特性 数值模拟

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船舶燃气轮机装置多软件协同集成仿真平台设计 被引量：3

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作者 陈涛 黄莹莹 +1 位作者 左晓镭 李铁磊 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期36-41,共6页

总结了常用的多软件协同集成仿真方法,设计了包括应用层、支撑层、通讯层和设备层在内的船舶燃气轮机装置多软件协同集成仿真平台体系层次。选择MATLAB/SIMULINK环境开发应用层和支撑层,选择"多文本读写"模式实现通讯层的多... 总结了常用的多软件协同集成仿真方法,设计了包括应用层、支撑层、通讯层和设备层在内的船舶燃气轮机装置多软件协同集成仿真平台体系层次。选择MATLAB/SIMULINK环境开发应用层和支撑层,选择"多文本读写"模式实现通讯层的多软件协同运行接口,开发了可重用自治性仿真模型的一体化集成仿真平台。通过COGAG装置在机械推进工作方式下的多软件协同集成仿真实验,初步验证了平台体系框架的合理性和有效性。 展开更多

关键词 船舶燃气轮机装置 多软件协同 集成仿真 软件设计

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船舶燃气轮机双通道进气系统流场特性研究 被引量：3

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作者 马启新 潘涛 +2 位作者 刘艳明 付宇 王建华 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2508-2516,共9页

采用流量自动分配处理方法,对一种船舶燃气轮机双通道进气系统流场进行详细的数值研究,探索双通道进气的流量分配规律,进行全流场特性分析和1.0级海况静止风工况下系统性能的评估。研究结果表明:双通道进气系统设计能够保证上、下层进... 采用流量自动分配处理方法,对一种船舶燃气轮机双通道进气系统流场进行详细的数值研究,探索双通道进气的流量分配规律,进行全流场特性分析和1.0级海况静止风工况下系统性能的评估。研究结果表明:双通道进气系统设计能够保证上、下层进气室流量分配合理,获得进气室中均匀流动气流,改善工程上易出现的燃烧气通路抢气的问题;系统总压损失中流动损失约占47.2%,全部装置产生的总压损失约占52.8%,其中燃烧空气滤清器的总压损失占全部装置总压损失和的45.9%,为产生总压损失的主要装置;在船舶空间条件允许情况下,为减小流动损失可进一步优化消声器穿孔板和竖井管道形状;当蜗壳段设计长度大于特征长度的0.6倍时,流速及总压均达到均匀性指标要求,认为出口气流流动均匀。 展开更多

关键词 船舶燃气轮机进气系统 总压损失 流量分配 流动均匀性

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燃气轮机排气系统整机环境部件特性修正方法 被引量：2

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作者 刘美伊 孙涛 +2 位作者 刘家兴 沈启航 李中柱 《航空发动机》 北大核心 2023年第5期100-107,共8页

为了探究外界环境条件对燃气轮机排气的影响,以船舶燃气轮机排气系统和船舶整机系统为研究对象,采用合适的物理模型对船用燃气轮机排气部件进行阻力特性、流场分布的仿真分析,进一步提出燃气轮机排气系统的修正方法。对国内外相关的研... 为了探究外界环境条件对燃气轮机排气的影响,以船舶燃气轮机排气系统和船舶整机系统为研究对象,采用合适的物理模型对船用燃气轮机排气部件进行阻力特性、流场分布的仿真分析,进一步提出燃气轮机排气系统的修正方法。对国内外相关的研究现状进行了调研,引出研究内容和研究意义,建立船舶燃气轮机排气系统和整机系统的模型,对模型进行了网格划分,利用数值仿真技术开展不同工况点和风速风向下燃气轮机排气系统的流场特性仿真计算分析。结果表明:得到不同风速风向下排气系统的阻力特性,即总压以及总压损失,温度特性以及引射特性。以整机仿真和部件仿真所得到的数据为基准,建立了燃气轮机排气系统在整机环境从无风到有风的变化条件下的工作特性修正模型。 展开更多

关键词 排气系统 船舶燃气轮机 数值模拟 部件特性 部件特性修正

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船用低排放塔式分级燃烧室主燃级喷嘴结构优化研究 被引量：1

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作者 陆景贺 刘潇 +3 位作者 刘恩惠 李淑英 杨家龙 郑洪涛 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期245-253,共9页

为了满足船舶燃气轮机污染物排放的需求,设计了一种低排放塔式分级燃烧室,并对其主燃级喷嘴进行结构优化,利用数值模拟方法详细研究了不同喷嘴结构下燃烧室的流场特性及性能参数。结果表明,主燃级由直射式喷嘴更换为空气雾化喷嘴时,可... 为了满足船舶燃气轮机污染物排放的需求,设计了一种低排放塔式分级燃烧室,并对其主燃级喷嘴进行结构优化,利用数值模拟方法详细研究了不同喷嘴结构下燃烧室的流场特性及性能参数。结果表明,主燃级由直射式喷嘴更换为空气雾化喷嘴时,可有效避免旋流器壁面燃油积碳;燃烧室内油气掺混水平提高,出口温度分布品质改善,出口NO和CO排放量分别降低71.4%和60%。针对空气雾化喷嘴,燃油管道出口与喷嘴出口之间的高度与其内径之比(H/D)对燃烧室油气分布特性和中截面温度分布的影响远高于其空气出口结构形式,H/D过大或过小时,油气掺混水平恶化,污染物排放量增加。燃烧室出口径向温度分布系数随H/D的增大而减小。综合分析燃烧室油气分布、温度分布和性能参数,确定最优喷嘴的H/D=2,空气出口结构为圆柱型。 展开更多

关键词 船舶燃气轮机 燃烧室 喷嘴 雾化 掺混特性 流场 结构优化

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LM系列航改机在高速渡船中的应用

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作者 吉桂明 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期461-461,共1页

关键词 高速渡船 GE MARINE Engine公司 船舶燃气轮机 动力改型

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Rolls-Royce公司36MW的MT30机成功的第一次运转

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作者 吉桂明 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期96-96,共1页

关键词 船舶燃气轮机 MT30 ROLLS-ROYCE 第一次

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Application of LES in the study of inlet flow field in marine gas turbine

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作者 SHIBao-long SUNHai-ou SUNTao HUYan-yong 《Journal of Marine Science and Application》 2005年第1期21-25,共5页

The structure and aerodynamics performance of gas turbine inlet system is an important part of technology of gas turbine installed on naval vessels. The design and numerical simulations of gas turbine inlet system are... The structure and aerodynamics performance of gas turbine inlet system is an important part of technology of gas turbine installed on naval vessels. The design and numerical simulations of gas turbine inlet system are conducted and reliable foundation for design and manufacture of marine gas turbine inlet system of high performance is provided. Numerical simulations and experiments of two inlet system models of gas turbine are conducted with satisfactory results and are of significance to the actual application of the inlet system. 展开更多

关键词 large eddy simulation (LES) marine gas turbine inlet system numericalsimulation experiment study UNIFORMITY

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