【正文】 參考文獻(xiàn)[1]唐強(qiáng),張維競(jìng),[J].節(jié)能技術(shù),2015,33(02):99102.[2][D].上海交通大學(xué),2015.[3]張淇鑫,[J].船舶設(shè)計(jì)通訊,2014,(01):6066.[4]馮長(zhǎng)順,[J].機(jī)電信息,2013,(36):135136.[5][D].上海交通大學(xué),2014.[6]金美荷,[J].船舶工程,2013,35(S1):101103.[7][D].武漢理工大學(xué),2013.[8]陳偉智,張維競(jìng),張小卿,[J].中國(guó)造船,2013,54(01):197205.[9][J].機(jī)電設(shè)備,2013,30(02):4245.[10][D].上海交通大學(xué),2013.[11][J].船舶與海洋工程,2012,(04):3740.[12][J].船舶,2012,23(06):5456.[12]陳偉智,張維競(jìng),張小卿,許婉瑩,[J].節(jié)能技術(shù),2012,30(06):508511.[13][D].武漢理工大學(xué),2012.[14]鄭玄亮,劉喜衛(wèi),[J].船舶與海洋工程,2012,(02):4246+57.[15]賈志強(qiáng),[J].船舶工程,2012,34(03):4346.[16][D].大連海事大學(xué),2012.[17][D].大連海事大學(xué),2010.[18]侯玉柱,張園鎖,文超柱,[J].船舶工程,2009,31(S1):7578+66.[19] :：大連海事大學(xué)，2006年.[20][D].大連海事大學(xué),2007.[21]李海峰,趙殿禮,[J].大連海事大學(xué)學(xué)報(bào),2007,(S1):7780.[22]徐新華,[J].建筑科學(xué),2007,(02):7679.[23]丁睿,唐建文,[J].制冷與空調(diào),2006,(05):99101.[24]李永鵬,[J].青島遠(yuǎn)洋船員學(xué)院學(xué)報(bào),2006,(02):2528.[。其三其實(shí)就是軟件的基本的功能。當(dāng)然鑒于時(shí)間比較倉(cāng)促，本文的研究?jī)H僅完成了三個(gè)方面的基礎(chǔ)性仿真內(nèi)容，其一是模型精度，也即是說(shuō)在本文的研究過(guò)程中，參數(shù)的獲得并不是很完整，甚至有主觀臆斷的成分，這使得整個(gè)研究不夠精確，這也就意味著本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論離實(shí)際運(yùn)用還有很長(zhǎng)一段路要走。 工作展望本文對(duì)于新一代中央冷卻水系統(tǒng)的的系統(tǒng)研究，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)跨越多個(gè)領(lǐng)域的綜合性的科學(xué)研究，研究當(dāng)中參考了多個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)資料，并且重點(diǎn)在我的導(dǎo)師的指導(dǎo)之下才終于可以基本完成本文研究，并最終得到比較符合預(yù)期目標(biāo)的研究結(jié)論，當(dāng)然和同學(xué)的交流談?wù)撨^(guò)程中也給了我不少的新的研究思路。本文的研究主要就是立足于進(jìn)一步改進(jìn)中央冷卻系統(tǒng)的綜合性能，在此基礎(chǔ)之上載創(chuàng)新性地將其余動(dòng)力裝置系統(tǒng)通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，以此探討進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)改善中央冷卻系統(tǒng)的同時(shí)使得船舶的能源的消耗可以降到最低，從而實(shí)現(xiàn)船舶的中央冷卻系統(tǒng)性能獲得提高的同時(shí)，其船舶本身綜合性能也可以得帶進(jìn)一步提高。在本文的研究當(dāng)中，除了運(yùn)用基本的數(shù)學(xué)模型對(duì)本文研究的新一代中央冷卻系統(tǒng)進(jìn)行論證外，并進(jìn)行一定的仿真實(shí)驗(yàn)后得到了相關(guān)的研究數(shù)據(jù)，將這些研究數(shù)據(jù)進(jìn)一步制作成仿真曲線，其結(jié)論顯示和預(yù)期的目標(biāo)基本相符。本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要是對(duì)船舶中央冷卻系統(tǒng)的散熱裝置作重點(diǎn)的探索研究，并以一個(gè)全方位的假設(shè)無(wú)額外功的永動(dòng)機(jī)理論作為參考，基于從能源循環(huán)角度，將船舶的中央冷卻裝置在散熱功能與動(dòng)力裝置進(jìn)行并聯(lián)，打破了傳統(tǒng)的研究思路，使得船舶的中央冷卻系統(tǒng)的性能在獲得改進(jìn)的同時(shí)，也可以促進(jìn)船舶的本身的能源使用效益。本文以船舶中央冷卻系統(tǒng)的基于循環(huán)系統(tǒng)與管道電路雙重改進(jìn)方案的角度出發(fā)，對(duì)改進(jìn)后的系統(tǒng)進(jìn)行基于電腦軟件系統(tǒng)的仿真論證，以此作為本文研究的最終的結(jié)論依據(jù)。本文研究并且加入仿真實(shí)驗(yàn)的新一代中央冷卻系統(tǒng)的不僅包括三個(gè)基礎(chǔ)性組成機(jī)構(gòu)，這三個(gè)基本的結(jié)構(gòu)主要包括高溫淡水系統(tǒng)、低溫淡水系統(tǒng)以及海水系統(tǒng)，并且在此基礎(chǔ)之上還對(duì)與之相配套的循環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)仿真。顯然在該系統(tǒng)當(dāng)中，進(jìn)一步設(shè)計(jì)了以下一些界面，也就是高溫淡水界面、低溫淡水界面、海水系統(tǒng)界面、造水機(jī)界面以及曲線顯示界面，顯然在本文的具體的研究當(dāng)中，除主窗體外之外其實(shí)這些都是屬于一種并列關(guān)系，在本文的研究當(dāng)中需要為整個(gè)項(xiàng)目先預(yù)先設(shè)計(jì)模板格式，這之后如果需要增減哪個(gè)界面時(shí)候，其實(shí)就只需對(duì)該子窗體進(jìn)行一定的更改就可以了，其實(shí)無(wú)須做太多的無(wú)謂的工作，并且基于此也可以使得其它窗體不至于受到太大的不必要的影響。 低溫淡水冷卻系統(tǒng)仿真界面在本文仿真研究當(dāng)中，尤其是進(jìn)行界面設(shè)計(jì)以及組織時(shí)候，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步利用MDI類型相關(guān)應(yīng)用程序的基本的技巧。 主機(jī)中央冷卻水系統(tǒng)的組成顯然在本文的研究當(dāng)中，本文所研究的主機(jī)中央冷卻水系統(tǒng)其實(shí)主要也就包括了低溫淡水系統(tǒng)、高溫淡水系統(tǒng)以及海水系統(tǒng)兩大主要系統(tǒng)，但是在本文中的一個(gè)特點(diǎn)就是除此之外還包括了循環(huán)系統(tǒng)，而循環(huán)系統(tǒng)還包括了溫控動(dòng)力裝置系統(tǒng)、動(dòng)力互聯(lián)系統(tǒng)、封閉內(nèi)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)等基本的及格結(jié)構(gòu)。一般而言在本文的研究當(dāng)中，通過(guò)具體的研究首先輸入相應(yīng)的所需參數(shù)，在這之后結(jié)合已經(jīng)得到的相應(yīng)的數(shù)據(jù)，使得其仿真界面可以在原有的基礎(chǔ)之上試下功能更加強(qiáng)大的基本的目標(biāo)。在此基礎(chǔ)之上，筆者借助于仿真系統(tǒng)得出的數(shù)據(jù)，對(duì)研究成果的好壞進(jìn)行了一定深入的研究與分析，在充分觀測(cè)了中央冷卻系統(tǒng)的控制效果，并且進(jìn)一步調(diào)整和控制參數(shù)的基礎(chǔ)之上，最終發(fā)現(xiàn)并解決在仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題，最后使得新型的研究結(jié)論更加具有實(shí)際的可運(yùn)用性。在此基礎(chǔ)之上，其實(shí)通過(guò)這個(gè)過(guò)程就可以得到空氣冷卻器的仿真圖，如下所示： 空氣冷卻器仿真模型圖 Simulation diagram of air cooler高溫淡水三通閥控制的具體實(shí)時(shí)仿真模塊結(jié)構(gòu)圖如下所示： 高溫淡水系統(tǒng)三通閥控制仿真模型圖 Simulation diagram of threeway valve control of high temperature water system 主要仿真界面實(shí)現(xiàn)顯然一方面我們通過(guò)運(yùn)用數(shù)學(xué)模型對(duì)新型的船舶主機(jī)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行研究分析之后，就可以在SIMULINK環(huán)境下進(jìn)行仿真試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)之上自然就可以得到部分的仿真界面。當(dāng)然一方面因?yàn)榈蜏氐鋮s器和滑油冷卻器以及高溫淡水冷卻器熱轉(zhuǎn)化的基本的原理其實(shí)都是比較相似的，因此在此其實(shí)列出高溫淡水冷卻器的相關(guān)基本仿真模塊，那么其實(shí)其余兩個(gè)其其實(shí)都可以進(jìn)一步通過(guò)推理得到。 主機(jī)冷卻仿真模型圖 Simulation diagram of main engine cooling 造水機(jī)仿真模型圖 Simulation diagram of fresh water generator Simulation diagram of mixing of threeway valve of high temperature water system一方面顯然低溫淡水系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)包括了低溫淡水冷卻器合滑油冷卻器以及高溫淡水冷卻器加上空氣冷卻器和循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等基本幾個(gè)結(jié)構(gòu)所組成，而循環(huán)系統(tǒng)又包括了封閉內(nèi)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、動(dòng)力裝置互聯(lián)系統(tǒng)、溫控動(dòng)力裝置系統(tǒng)等主要幾個(gè)系統(tǒng)所共同組成。在本研究當(dāng)中，高溫淡水系統(tǒng)的模型主要包括主機(jī)冷卻模型、造水機(jī)系統(tǒng)模型、高溫淡水系統(tǒng)三通閥混合以及循環(huán)系統(tǒng)，而循環(huán)系統(tǒng)又進(jìn)一步包括溫控系統(tǒng)、封閉內(nèi)能接受系統(tǒng)、動(dòng)力裝置互聯(lián)系統(tǒng)等多個(gè)主要結(jié)構(gòu)。一方面系統(tǒng)仿真的實(shí)現(xiàn)其實(shí)需要進(jìn)一步借助于多個(gè)模塊來(lái)同步進(jìn)行，該系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上也就包括了低溫淡水系統(tǒng)、高溫淡水系統(tǒng)和海水系統(tǒng)等幾個(gè)主要的系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)之上，控制界一些著名的科學(xué)家將控制方法運(yùn)用于MATLAB，使得其更加科學(xué)規(guī)范，在此基礎(chǔ)之上出現(xiàn)了和MATLAB配套的多個(gè)工具箱。MATLAB再在被Mathworks公司推向市場(chǎng)之后就開(kāi)始被迅速推廣向世界，并且被各國(guó)的科學(xué)家不斷發(fā)展并且完善。因此在實(shí)驗(yàn)的后期，一般都是圍繞仿真實(shí)驗(yàn)后期的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，從而做到科學(xué)數(shù)據(jù)的直觀化、專業(yè)化培養(yǎng)。這其中JFLOW主要是對(duì)后面的工具的運(yùn)用得出的數(shù)據(jù)的一個(gè)進(jìn)一步分析總結(jié)，以此使得仿真更加容易得出研究結(jié)論是否是否符合預(yù)定要求。我們?cè)O(shè)此串聯(lián)管路的等效阻力系數(shù)為，也即是變量，其主要的公式： ()通過(guò)聯(lián)立這三式得到： () 阻抗的并聯(lián) Parallel impedance，不難發(fā)現(xiàn)在該圖當(dāng)中，它的管路主要由阻抗和兩個(gè)阻抗所并聯(lián)組成，而和則分別是兩個(gè)支路的流量，顯然在此基礎(chǔ)之上就可以得出本公式中管路系統(tǒng)可以滿足連續(xù)性方程和能量方程，如下公式所示： () ()在這當(dāng)中，是管路總壓頭總的損失，而則是第一個(gè)阻抗所引起的部分水頭損失，也就是等式，而則是第二個(gè)基于前面的阻抗所引起的水頭損失。是第二個(gè)阻抗所引起的水頭損失，也就是根據(jù)其規(guī)律 。在本文的研究過(guò)程中，主要是通過(guò)采用解析法方式對(duì)其進(jìn)行論證分析，一方面因?yàn)楦滋姿鋮s器的局部阻力系數(shù)比較難以確定，因此一般來(lái)說(shuō)運(yùn)用直接法、解析法來(lái)求重要冷卻系統(tǒng)的水流經(jīng)缸套水冷卻器的壓降，也就是如下計(jì)算公式： ()當(dāng)然就從一般而言其實(shí)在本文的研究過(guò)程中對(duì)于三通閥以及中央冷卻系統(tǒng)研究當(dāng)中采用的主要被稱為三重閥，我們?cè)谶\(yùn)用解析法對(duì)其論證時(shí)候，進(jìn)一步設(shè)閥門開(kāi)度為x，那么顯然這其中一支路的閥門阻力系數(shù)如下： ()從而可以由此得到其另一支路得閥門阻力系數(shù)，也就是如下所示： ()顯然對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的水力管路而言，其水力特性的確定其實(shí)說(shuō)到底還是主要取決于總的阻力系數(shù)，也正是因?yàn)槿绱嗽谘芯看?lián)和并聯(lián)管路的等效阻力系數(shù)時(shí)候我們采用解析法來(lái)進(jìn)行解析性研究，如圖所示。在應(yīng)用于船舶的中央冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于船舶的冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化方法的選取在本文中占據(jù)了主要的組成部分，并且顯然具有極大的必要性。它在具體的實(shí)施過(guò)程中，其實(shí)主要包括三個(gè)最主要的因素，其實(shí)也就是變量、約束條件以及目標(biāo)函數(shù)三個(gè)部分，在以下的研究當(dāng)中，對(duì)這三點(diǎn)將會(huì)進(jìn)行重點(diǎn)突出。它主要事實(shí)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法來(lái)對(duì)各種系統(tǒng)內(nèi)部的優(yōu)化途徑以及其具體的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行研究分析，以此最終從數(shù)學(xué)的角度得出最好的方法來(lái)為決策者從數(shù)據(jù)角度提供一定的穩(wěn)定的決策支持，也是當(dāng)代決策者做出決策的基本的依據(jù)，在當(dāng)代的科學(xué)研究當(dāng)中，該方法顯得越來(lái)越重要，越來(lái)越受到科研人員的關(guān)注與不斷深入運(yùn)用發(fā)展。也就是最小值，實(shí)現(xiàn)最大科研經(jīng)濟(jì)效益。一般而言在本文的研究當(dāng)中，為了進(jìn)一步達(dá)到最優(yōu)化目的所提出的一些求解方法，進(jìn)而從數(shù)學(xué)的意義上來(lái)進(jìn)行闡述，最優(yōu)化方法其實(shí)就是一種求極值得基本的方法，也就是在一組或者多組約束維等式或者不等式的基本條件之下，使得其系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)可以進(jìn)一步達(dá)到極值，也就是最大值或者最小值，當(dāng)然從經(jīng)濟(jì)意義上來(lái)說(shuō)，其實(shí)就是使得在有限的人力、物力以及財(cái)力的基礎(chǔ)之上，使得其經(jīng)濟(jì)效果可以達(dá)到最大，換句話說(shuō)就是在完成一定的生產(chǎn)或者經(jīng)濟(jì)任務(wù)下，使得其投入的人力、物力或者財(cái)力等的資源可以達(dá)到最小的一種基本方法。一般而言，比例來(lái)說(shuō)，其實(shí)約束多維問(wèn)題的最佳方法的選取，其實(shí)可以完全看作就是使得整個(gè)主機(jī)缸套冷卻水系統(tǒng)管路開(kāi)始分為多個(gè)分支管路串聯(lián)、并聯(lián)而成的一個(gè)整個(gè)的系統(tǒng)，而最優(yōu)方法的選取，則從實(shí)際上意味著對(duì)這些方案進(jìn)行有效分析，并且從中選取出比較突出的方案進(jìn)行重點(diǎn)研究。其是有限的。顯然就本文的研究而言，對(duì)于迭代計(jì)算的終止原則也有部分涉及，但是就總體而言在本文的研究中出現(xiàn)的頻率較低，所以在本文當(dāng)中就不對(duì)此原則做太多展開(kāi)。迭代計(jì)算在本文的運(yùn)用主要是體現(xiàn)在對(duì)于數(shù)據(jù)的累加、解方程、測(cè)繪應(yīng)用等幾個(gè)方面。而其終止原則，我們?cè)谟?jì)算過(guò)程中，需要考慮到一個(gè)最精確地值，也就是最終一定要得到一個(gè)近似最小點(diǎn)，這一條件其實(shí)就是迭代計(jì)算的終止原則。一般而言在長(zhǎng)管道系統(tǒng)的研究當(dāng)中，其實(shí)通常局部損失其實(shí)與管道內(nèi)沿程損失相比都不能算是最為主要的損失，但是往往只有出現(xiàn)當(dāng)管道比較短時(shí)候，在這時(shí)候通常將會(huì)把局部損失作為主要損失來(lái)進(jìn)行具體的研究分析，在一般研究分析過(guò)程中其對(duì)于中央冷卻系統(tǒng)的研究運(yùn)用的數(shù)學(xué)模型計(jì)算公式，而且作為局部構(gòu)件形狀相關(guān)局部阻力系數(shù)，其具體的局部損失可以運(yùn)用公式表示為： ()一般而言，局部阻力系數(shù)的值一般可以通過(guò)查表和實(shí)驗(yàn)方法來(lái)進(jìn)行得到，其完全可以具體到主機(jī)缸套冷卻水系統(tǒng)，其實(shí)這些都是這些技術(shù)比較集中運(yùn)用，一般在具體的實(shí)際計(jì)算過(guò)程中需要對(duì)此保持注意，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)往往可以很好地反應(yīng)研究結(jié)論的是否達(dá)到預(yù)定要求。而相對(duì)而言，在此基礎(chǔ)之上其局部構(gòu)件使流體流動(dòng)的平均速度在大小或者方向上，其實(shí)也是發(fā)生了改變，這從仿真實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)就可以很明顯地體現(xiàn)出來(lái)。而且一般而言，因?yàn)榱黧w流動(dòng)的方向或者其速度的迅速的改變，這些改變導(dǎo)致的直接性后果其實(shí)就是將會(huì)產(chǎn)生局部漩渦和撞擊，其實(shí)這些將要產(chǎn)生大量的機(jī)械能的損失，當(dāng)然這些其實(shí)也被稱為局部損失，而且這些損失其實(shí)是可控的，或者可以通過(guò)在封閉環(huán)境下內(nèi)能的再次收集來(lái)試下能源的高效利用。除此之外，其實(shí)缸套冷卻水管路中冷卻水的設(shè)計(jì)常規(guī)流動(dòng)速度，一般都是保持在13 m/s左右，而在這個(gè)過(guò)程中其實(shí)本系統(tǒng)的主淡水管路的直徑一般都保持在80mm，也就是說(shuō)起雷諾數(shù)計(jì)算方式為：4000也正是基于以上的基本原理，一般而言，因紊流處于比較旺盛的狀態(tài)之下，因此可以嘗試使用統(tǒng)一的公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算，也正是在此基礎(chǔ)之上得到以下得到計(jì)算公式，該公式在下面的計(jì)算當(dāng)中的即為管道的當(dāng)量粗糙度，并且其可以查表得知，具體的計(jì)算公式如下所示： 這其中： ——沿程出現(xiàn)的阻力系數(shù)；Re—雷諾數(shù)；——管道的直徑，；—管道的當(dāng)量粗糙度；一般而言，其實(shí)數(shù)值迭代法通俗而言就是在研究流體通過(guò)管道的一些附屬系統(tǒng)時(shí)候，往往需要運(yùn)用到的一種比較常見(jiàn)的研究分析方法，在本文研究中運(yùn)用的這類研究方法就比較多一些，因?yàn)檫@類方法主要是運(yùn)用