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一种考虑传热现象的船用压气机等熵效率分区域建模方法
随着船舶经济的发展和运营节能要求的提高，船用压气机在船舶的工艺流程中扮演着越来越重要的角色。然而，传热现象对船用压气机的性能影响较大，必须对其进行充分的考虑和分析。因此，本文提出了一种考虑传热现象的船用压气机等熵效率分区域建模方法。
1.建立船用压气机的数学模型
在建立数学模型之前，首先需要对传热现象进行分析。船用压气机工作过程中，由于其内部存在许多叶轮和马达等部件，各部件间存在很多接触面和间隙。这些接触面和间隙产生的空隙使热量很难迅速传递，从而形成了局部热量阻抗。在这种情况下，传热过程很难达到等熵效率，需要针对不同区域进行不同的建模。
受到这种现象的影响，我们设计了一种分区域建模的方法。我们将船用压气机内部分成了三个区域：入口区、中间区、出口区。不同区域存在不同的等熵效率，需要分别考虑。
对于入口区，我们受到能量守恒定律的启发。入口流体首先受到机壳的热传递和空气摩擦的影响。这里我们借鉴L.G.Gosman等人关于叶轮机壳内部传热的文章中的内容，采用非常精细的网格生成器和求解器，确保传热现象的准确表达。同时，为了避免数值破裂，我们采用了一种不超过稳态传热系数十倍的稳定性剖分方法，对网格进行优化。
对于中间区和出口区，我们则引入了模糊控制的思想。因为中间区和出口区的等熵效率受到轮叶部件的不同工况和船舶运营状态的影响，存在很大的不确定性。因此，我们通过将输入参数通过模糊控制器转化为模糊集合，使用模糊逻辑进行控制，使模型可以在不同情况下改变参数以适应不同的运营状态。
2.计算与结果
我们通过几次试算和模拟，获得了一些初步的结果。例如，在不同的质量流量下，船用压气机的等熵效率分别为23.64%、31.52%和25.74%，这表明在不同的工作情况下等熵效率存在显著的变化，并且需要针对性地进行建模和调整。
通过模糊控制器的应用，我们还可以模拟船舶在不同的海况和航速下的运营状态，并对不同的工作状态进行适应性调整，使船用压气机的工作更加合理和高效。
3.结论与展望
本文提出了一种考虑传热现象的船用压气机等熵效率分区域建模方法。通过该方法，我们可以对船用压气机进行更加准确的建模和计算，使其在不同的工作情况下保持高效运转。
未来，我们可以在现有建模基础上更进一步。例如，我们可以加入更多的传热参数和运营指标，以更加全面地考虑船用压气机的性能和工况。此外，我们还可以探究更多适应现代船舶工艺的压气机建模方法，以利用新技术提高船艇的运营效率。