高速布置型船舶的风帆设计及综合效能分析

针对国内研究较少的高速布置型船舶的风帆助航问题,基于船舶特点及风帆升阻力特性选定了帆型,设计了一套风帆加装方案。在结合历史气象统计数据的基础上,对风帆长期综合效能进行了分析。以一艘大连-烟台航线上高速客滚船为例,结合实船统计得到的此航线上的历史风场资源时空分布,对该船加帆后长期综合效能进行了计算,结果表明,所设计的风帆可较为显著地降低耗能并减少温室气体排放,具有良好的推广应用前景。     

不用桅杆的风帆

在当代,人们对风帆的兴趣与日俱增。最近,英国专家斯秋安特建议利用气球和风筝的结合体来取代普通的风帆。斯秋安特研制成功了一种充满氦气的塑料风筝,并用钢索将它固定在甲板上方。这样,塑料风筝就可起到风帆的作用,但是它不用桅杆。英国学者所发明的新颖“风帆”在快艇上作了试     

浅谈我国沿海的风力助航

风与人类生息相关,有史以来人们自觉或不自觉地利用风能、风帆的文字记载,就有三千多年的历史了。风帆作为船舶航行的一种动力,一直受到人们的极大重视。我国是世界最早发明和利用风帆的国家之一,在夏禹时期就开始利用风帆助航了。在《物原》上有这样的记载:“燧人以瓠济水,伏羲     

辅助船舶航行的圆弧型风帆流体动力性能分析

以风能作为动力辅助船舶航行的风帆助航,是新能源应用于船舶航运中的重要途径.采用k-ε紊流模型方程描述圆弧型风帆流体动力学特性,并利用计算流体动力软件fluent,对圆弧型风帆迎风面上的压力分布、风帆产生的升力和阻力、拱度比等圆弧型风帆流体动力特性,以及并排组合风帆的动力特性进行了数值分析.圆筒风帆迎风面上的压力沿着圆筒面,顺风力方向逐渐减小.适当提高圆筒型风帆拱度,有利于风帆驱动船舶迎风航行.应调整风帆受的风力攻角,使风帆产生较大的船舶驱动力.并排风帆组合的各帆之间存在相互影响.针对圆筒型风帆流体动力特性的数值分析和风洞试验的结果一致.分析所得出的结果,可为开发商用风帆助航节能船舶提供一定的指导.     

高级曲面风帆助航系统与结构设计

随着自动化技术的发展,风帆助航系统在以下方向发展成为可能:①利用计算机实现对风帆的自适应操纵;②风帆与主动力装置的优化配合,以经济航速航行;③复杂型线风帆的操纵、应用和推广成为可能。风帆的型线设计在近代有着较大的改进,机翼形、组合翼型、圆弧形、圆筒型、百叶窗型、多翼面高升力型等。我校在前期针对圆弧型风帆的设计,通过对其流体动力特性的数值分析和风洞试验结果,在型线方面进行改进,分析了贝壳式迎风面中部卸载,并在卸载区域假设风轮机增加风帆在特殊风向攻角下的综合性能。采用Pro\E进行风帆的三维曲面设计,并利用有限元分析软件Ansys对贝壳式风帆迎风面上的压力分布、风帆产生的升力和阻力等流体动力特性进行了数值分析。贝壳式风帆中部的风轮机在风向大攻角下,类似圆筒风帆起到辅推作用。该款复合型线设计风帆的分析结果,可为开发商用风帆助航节能船舶提供一定的指导。     

二十一世纪船型展望

随着科学技术的发展,预期在下个世纪将会有以下一些新颖的船型问世。装有风帆的远洋航行机器人船队风帆助航船舶是1974年发生石油危机以来所出现的一种新颖船型,目前,它已在许多大小不一的各类船舶上得到了应用。下个世纪将在此甚础上出现一种远洋航行的装帆机器人     

风帆助航技术实船应用的若干思考

首先分析了风帆助航装置应用在远洋船舶上的技术要求,通过对海洋风能资源特点、风帆的选择及其控制、船舶稳性校核、风帆助航装置的操纵和维护管理等问题的分析,风帆助航技术在远洋船舶上的应用被证明是可行的,它将成为船舶节能减排的重要措施,其推广应用对我国航运业的可持续发展将有着积极的意义。     

风载荷下的大型远洋船舶风帆结构静力学仿真

以大型远洋船舶风帆为研究对象,参考国内外经验,设计一种新的风帆结构,利用Solidworks和ANSYS软件对该风帆进行有限元模型的建立及网格划分,并且对该风帆模型在7~10级风载荷下进行了仿真分析,最终得到了风帆模型在7~10级风载荷下的位移图和等效应力分布图。仿真结果表明,该风帆模型可承受10级及以下风载荷作用,同时也证明了该结构风帆的安全性和可靠性。     

圆弧型风帆空气动力性能的试验研究

为了节能的需要,在现代船舶上采用风帆推进装置的方案又被重新提出。在国外,已成功地发展了机主帆副的船舶(或称风帆助航节能船舶)。据统计,由于利用风帆而得到的节能效果约15％左右,每平方米帆面积平均获得的功率约0.3～0.4马力,我国也已开展这方面的研究工作,并准备用之于实船。 本文结合有关任务,对圆弧型风帆的流体动力性能进行了试验研究,探讨风帆的形式及参数等对空气动力性能的影响。文中给出的资料可供设计风帆时计算推力、横向力及编制风帆自动控制程序之用。     

乘驰名商标东风迎接新世纪挑战

在新千年来临之际,中船重工集团公司风帆集团收到了一份极其厚重的礼物:1月4日,国家工商局商标局正式通知,“风帆”商标被认定为驰名商标,这是继风帆集团连续7年被评为中国500家最佳经济效益工业企业,主要经济技术指标连续13年列居全国同行业之首后,风帆人取得的又一重大成就。荣获驰名商标,不仅是风帆人的骄傲,也是中船重工的荣誉。     

一种翼型风帆的空气动力特性计算

在NACA006机翼原型的基础上,针对船用助航风帆的特点提出了一种改进型的风帆翼型,并采用工程上广泛应用的标准K-ε模型,利用FLUENT软件对两种翼在0°、5°10°15°20°5种不同风向角下翼型的空气动力特性进行了数值模拟计算,获得了相应的的升力系数和阻力系数,证明其升力系数比常规的矩形圆弧风帆有很大提高。     

风帆阵列气动干扰特性数值分析

针对某远洋散货船设计一套风帆阵列。为了研究风帆之间的相互干扰现象,利用CFD软件对单帆和风帆阵列的空气动力学特性进行数值模拟,分析风帆之间的干扰特征。结果表明,尽管变化趋势一致,但由于风帆阵列存在帆间的流场干扰,每只风帆的升/阻力系数都较单个风帆要小,特别是在攻角大于25°时,最大值相差30%左右,且阻力系数下降较快,这为风帆的实船布置和应用提供了参考。     

全球首艘机帆混合动力VLCC即将“扬帆”启航

<正>2017年9月1日,由大船集团牵头承担的国家高技术船舶科研计划"风帆技术示范应用开发"项目风帆制作开工仪式在大船集团舵轴公司机加工车间举行。在VLCC实船上进行风帆示范应用尚属首次,全球首艘超大型风帆动力油船即将"扬帆"启航,标志着中国船企大型货船节能减排技术研发进入全新风能利用阶段。风帆项目是国家工信部批准的围绕主力船型节能减排的创新性重点项目。该项目自2015年启动以来,经     

风帆辅助推进技术对EEDI的贡献度计算方法研究

风帆辅助推进是一种创新型能效技术,有显著的节能效果,能辅助船舶达到能效设计指数(EEDI)第三阶段要求。当前亟待制定一套通用和易于操作的计算方法,为评价风帆辅助推进技术对EEDI的贡献提供依据。论文通过对现有EEDI法规适用性的论证,分析风帆助推技术特点,提出一种针对风帆助推船舶的EEDI计算方法,然后将该方法应用于全球首艘风帆助推超大型油轮,进行了风帆助推技术对EEDI贡献度的计算。     

船舶用风帆自动控制系统研究

风能是一种重要的清洁能源,利用风力风帆协助船舶航行,逐步成为一种理想的船舶节能减排措施。传统搭载风帆的船舶,其风帆的升降和风帆迎风角的改变基本靠人工来完成,这样不仅对于船舶作业人员来说劳动强度大,而且当风向发送改变时不能迅速、自动改变风帆的迎风角,操作具有一定的迟滞性,而且不能较为有效的利用风能。为了克服原始人工操帆过程中存在的这些问题和不足,本文对船舶用风帆自动控制系统进行研究,分析风帆的空气动力性能和控制方法,得到最佳帆位角和最佳操帆曲线的方法。在此基础对系统进行原理性的设计。系统操作简单,当风向改变时能自动改变风帆的迎风角,实现最佳的操帆曲线,为船舶提供最大的推进力,达到节约人力和节省资源的目的。     

翼型风帆的气动力学分析研究

在NACA0006翼型和圆弧型风帆的基础上,针对船用助航风帆的特点设计出一种新型翼型风帆,并采用标准κ-ε模型,利用FLUENT软件对翼型在8个不同风向角下的空气动力特性进行了数值模拟计算,获得翼型风帆在8种不同风向角下的升力系数和阻力系数,并对计算风帆模型进行风洞试验,风洞试验得到的升力系数和阻力系数结果与模拟计算结果有较好的吻合,通过试验结果对比证明其升力系数比常规的矩形圆弧风帆有很大提高.     

太阳能风帆及其姿态角调整系统设计

以SS30全自动采样无人船为基础船,选取合适的风帆类型和太阳能电池板,设计太阳能风帆及其姿态角调整系统,包括姿态角水平驱动装置和竖直回转驱动装置,实验分析研究其可行性。结果表明,太阳能电池板发电功率随其安装倾斜角而变化,存在最优倾斜角;风帆为使船获得最大推力和推进功率,存在最优攻角。通过采集太阳能风帆不同工况下的实验数据,优化太阳能和风能在船舶上的综合利用。     

中国沿海风帆助航节能的潜力

本文从船舶安装风帆后的受力分析出发，建立了风帆助航节能计算的数学模型。结合我国沿海各主要航线所经海域的全年风向风力资源统计资料，以及现代矩形层流硬帆的试验数据，编制了计算机程序，得到航线上各统计区海域每平方米风面积所能获得的功率增益，从而可以了解中国沿海风帆助航节能的潜力。本文也可作为风帆助航船初步设计时，确定风帆主尺度的依据。     

帆船新型电子装置

法国塔皮公司研制出一种驾驶帆船的新型电子装置,它能在各种不同的气候条件下最大限度地提高帆船的航速,而且不增加风帆和桅杆的负荷。法国尼斯俱乐部的“福克”号四桅帆船首先安装了这种新型电子装置。在“福克”号桅杆吊索的各个交叉点上分别安装了31个张力传感器。一旦风力、风向发生变化,传感器就会把信号输入贮存有风帆和桅杆可容许负荷的各类数据的电子装置中。装置中的电子计算机经过快速计算后,自动地向风帆的升降器下达指     

世界最大的风帆游船

闻名遐迩的法国“地中海俱乐部”联合集团曾制造出全球第一流水准和规模的新型游船。最近它与法国另一家造船企业共同设计制造的世界上最大的风帆游船,将在地中海亮相。 1986～1988年间,该联合集团就向航运界连续推出了3艘长度各为134米的风帆游船,这些大型风帆游船航行于世界各大洋之间,赢得了各国乘客的青睐。去年底竣工取名为“LA FAYETTE”的特大型风帆游船设计新颖、规模庞大。该船