1。1 选题的目的和意义

    淡水冷却系统是保证船舶正常航行的重要系统之一， 淡水冷却系统的主要任务是随主机和辅机的热负荷变化自动控制执行机构来保证冷却水温度稳定，当主机和辅机严重受热后会导致受热部分的材料的机械性能下降，产生较大的热应力和变形，导致受热部件产生疲劳裂纹和塑性变形，另外还会导致过度磨损，润滑油失效，主机和辅机性能下降等危害。然而当主机和辅机过冷时会加速主机磨损，形成低温腐蚀主机内部，热损失增加，燃烧恶劣，工作粗暴。因此淡水冷却系统的性能好坏直接影响船舶运行的性能好坏，想要对淡水冷却系统的性能进行优化，就需要对它的热力水力过程进行分析。

如果对船舶实体进行试验，不仅耗费巨大的人力物力、资金，而且实验过程复杂多变，准确性差。因此使用计算机对淡水冷却系统进行仿真，不仅方便简单，斥资少，而且与时俱进，符合时代的潮流。

轮机模拟器是计算机仿真技术在船舶应用上的突出成果，轮机模拟器是现在培训和考核海员的重要方法之一，轮机模拟器可以在一定程度上代替实船设备，对船员培训人员进行操作设备，排除故障，轮机管理等方面的训练。现有的轮机模拟器多采用一种面向过程的集中式封闭系统的建模方法，这种建模方法要求系统开发人员对整个系统较为熟悉，开发难度大，开发时间长。随着建模仿真技术的发展，面向对象的建模方法渐渐成为时代的主流，他不需要系统开发人员熟悉整个系统，只需要对其中某个系统有详尽的理解，这样就可以把整个系统分成很多子系统，然后分配给许多开发人员进行建模，相对于面向过程的建模方法不仅开发时间短，而且有利于日后的维修和检测。

在轮机模拟器中，淡水冷却系统是船舶的核心系统之一，它贯穿了整条船的船舶系统中，关系着整条船的安全航行，本文就对淡水冷却系统的监测与仿真这一课题进行探讨。

1。2 国内外研究现状及存在的问题

1。2。1 建模与仿真的国内外研究动态

1。2。2淡水冷却系统仿真的国外研究现状

1。2。3淡水冷却系统仿真的国内研究现状

1。2。4淡水冷却系统目前存在的主要问题

现代船舶多采用中央冷却系统，与传统的开式海水冷却系统和闭式淡水循环系统相比有明显的优点，但是在某些船舶设计上，中央冷却系统存在明显的缺陷，如低温淡水关系容易因空气积聚或排气不畅形成气塞，造成低温淡水低压，船舶电气系统失控，造成重大船舶事故。而且目前船舶冷却水控制系统普遍能耗大，执行机构动作频繁磨损大，控制温度不稳定。 这些问题可能影响船舶航行的稳定性、可靠性和寿命，需要我们尽快采取措施来保证船舶正常航行。

1。3本文的主要工作及论文结构

    第一章，绪论。阐述选择淡水冷却系统监测与仿真开发这一课题的目的与意义和建模与仿真的国内动态以及淡水冷却系统仿真的国内外现状和存在的问题。   

    第二章，淡水冷却系统的概述。阐述了淡水冷却系统的概念和功用，介绍了淡水冷却系统的组成，对整个系统有宏观的了解。

    第三章，淡水冷却系统的数学模型。主要阐述淡水冷却系统的热力数学模型、管路水力数学模型和PID控制。具体介绍了主机缸套，温度调节阀，高温淡水冷却器，淡水冷却系统分流与混流的热力数学模型，另外还介绍了采用PID控制的温度调节阀的数学模型和阻力损失的计算。