当船舶系统中的主要设备固定后,就要对系统的管道和管路设备(泵、阀门、孔板等)进行选型和优化,而良好的管路设备选型和管道优化以准确的水力计算为基础。随着船舶系统的大型化、集成化,船舶的管网系统也越来越复杂,许多船舶设计人员依然使用原来的管路水力计算方法,该方法对于简单的管路水力计算存在一定计算误差,对于复杂的管网水力计算则误差更大甚至无法计算。管网系统的设计优化不仅需要良好的管网水力计算方法,还需要依靠多种设计方案的比较、计算、异常工况模拟等手段。本文借助图论这一现代数学工具,根据伯努利方程和连续方程,推导出适用船舶管网水力计算的公式,并就船舶管网水力计算的各种类型,给出了计算流程。通过用不同方法对“育鲲”轮锅炉供水管网算例求解,验证了本文所推导的船舶管网水力计算公式的正确性。为使船舶系统设计更合理,本文建立了变化管网稳定流场实时求解的数学模型,可以对管网进行工况模拟和设计方案的比较。在求解管网流量时,本文提出了无初值方法,在计算之前无需赋初值,在迭代计算时,利用哈代—克罗斯法和拟牛顿法综合求解,既避免了仅用哈代—克罗斯法求解的较大误差,又克服了拟牛顿法求解的弊端。由于管网水力计算繁琐,本文设计开发了管网水力计算软件。通过“育鲲”轮锅炉供水工况实船试验,验证了本文提出的船舶管网水力计算方法的正确性。最后,通过对“育鲲”轮压载水管网系统多种工况的实时仿真,验证了本文所建立的变化管网稳定流场实时求解模型的正确性和管网水力计算软件的实用性、高效性。本文提出的船舶管网水力计算方法及建立的变化管网稳定流场实时求解的数学模型,对船舶管网水力计算和船舶系统的设计优化有借鉴和指导意义。