风翼助航船动力装置操纵研究

发布时间：2017-10-06 01:07

  本文关键词：风翼助航船动力装置操纵研究

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【摘要】：随着世界经济的迅速发展,能源危机与环境污染日益严重,为了降低船舶营运成本和满足国际公约对船舶废气排放的限制要求,风翼助航技术以其成本低廉,绿色环保等优点获得了航运界的关注。风翼在为船舶提供辅助推力的同时,也改变了船舶动力装置的操纵方式。本文选取适合加装风翼的散货船“鹏龙轮”为目标船,通过建立船舶运动模型,分析了风翼对船舶操纵的影响,最终制定了风翼助航船动力装置的操纵方式。 首先,通过查阅文献选取了适合目标船的阻力估算方法,利用多元回归分析法研究了目标船螺旋桨的工作特性,选取一种高升阻比的多段翼作为目标风翼并通过风洞试验得到了该风翼的空气动力学性能。 其次,对目标船进行受力分析并根据目标船参数建立船舶运动模型,进行了船舶快速性与操纵性仿真试验,并将试验结果与目标船试航报告进行对比分析,验证了所建立的船舶运动模型的准确性。 然后,根据风翼的空气动力学性能建立风翼作用力模型,利用所建立的船舶运动模型研究风翼对船舶运动的影响。结果显示风翼提供的助推力在定转速模式下使船舶航速变高,在定航速模式下使主机转速降低；风翼提供的侧推力使船舶漂角和用于保持航向的舵角改变；相对风速越高,风翼对船舶运动影响越明显。 最后,针对目标船分析得到风翼使用条件为相对风向角大于15°,相对风速大于0m/s,航速大于7kn,最终制定了风翼助航船动力装置的操纵方式,指导船员对风翼助航船进行合理操纵。
【关键词】：风翼助航 船舶运动模型 动力装置 船舶操纵
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.925;U675.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 选题背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 风帆的设计与控制11-12
• 1.2.2 风帆助航技术的实用化12-13
• 1.2.3 风翼助航船舶运动与操纵13-14
• 1.3 本文结构与主要内容14-16
• 第2章 船、桨、翼工作特性分析16-41
• 2.1 船机桨翼配合关系16-17
• 2.2 船舶阻力17-25
• 2.2.1 船舶阻力概述17-18
• 2.2.2 目标船阻力计算18-25
• 2.3 螺旋桨工作特性研究25-33
• 2.3.1 螺旋桨水动力性能分析25-28
• 2.3.2 目标螺旋桨多元回归计算28-33
• 2.4 风翼工作特性分析33-40
• 2.4.1 翼型帆空气动力学特性34-37
• 2.4.2 风翼作用力及最佳回转角度37-40
• 2.5 本章小结40-41
• 第3章 船舶运动数学模型的建立41-53
• 3.1 船舶受力分析与运动坐标系41-43
• 3.2 船体流体动力模型43-46
• 3.2.1 惯性类流体动力44
• 3.2.2 粘性类流体动力44-46
• 3.3 主机控制模型46-48
• 3.4 舵力模型48-49
• 3.5 风干扰力模型49-52
• 3.6 本章小结52-53
• 第4章 风翼助航船舶运动模型仿真分析53-69
• 4.1 船舶运动仿真模型的建立53-56
• 4.2 船舶运动仿真模型的验证56-60
• 4.2.1 主机功率对主机转速和船速的影响测试56-57
• 4.2.2 船速对船舶操纵性的影响测试57-60
• 4.2.3 船舶回转性能测试60
• 4.3 风翼对船舶操纵的影响分析60-68
• 4.3.1 风翼作用力模型的建立61-62
• 4.3.2 风翼助航船舶控制策略分析62-63
• 4.3.3 风翼对船舶航向航速的影响63-67
• 4.3.4 风翼对主机转速的影响67-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第5章 船舶动力装置操纵目标的制定与优化69-77
• 5.1 动力装置操纵目标的制定69-72
• 5.2 动力装置操纵方式的优化72-77
• 5.2.1 风翼使用条件72-73
• 5.2.2 船舶低航速操纵模式73-77
• 第6章 结论与展望77-79
• 6.1 结论77-78
• 6.2 展望78-79
• 参考文献79-82
• 攻读学位期间公开发表论文82-83
• 致谢83-84
• 作者简介84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 华汉金;许学彦;;高性能机翼帆的气动特性[J];船舶工程;1990年05期

2 张仁颐;;中国沿海风帆助航节能的潜力[J];船舶工程;1993年06期

3 华汉金,周昭明;高升阻比翼型优化及其节能轴支架设计[J];船舶工程;2003年02期

4 黄广茂;;大长宽比肥大型船舶湿面积计算研究[J];船舶工程;2010年03期

5 胡以怀;李松岳;曾向明;;翼型风帆的气动力学分析研究[J];船舶工程;2011年04期

6 陈康;黄德波;李云波;;船体阻力计算中模型常(系)数的敏感性研究[J];船舶力学;2011年11期

7 周国平;桂满海;;全天候大功率海洋救助船快速性试验研究[J];船舶设计通讯;2011年S1期

8 袁红良;Holtrop法与船型阻力估算[J];船舶;2003年05期

9 洪碧光;船舶风压系数计算方法[J];大连海运学院学报;1991年02期

10 马冉祺;黄连忠;冯宝辉;赵志强;;某散货船理论螺旋桨推进特性研究[J];大连海事大学学报;2014年03期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 徐言民;基于操纵模拟的桥区水域船舶通航安全预控研究[D];上海交通大学;2010年

2 任洪莹;风翼助航船舶主动力装置特性研究[D];大连海事大学;2012年

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本文编号：979844