基于船舶动态纵倾优化的能效提升技术分析

船舶纵倾是影响船舶安全的重要因素。同时,调整船舶纵倾还能起到减少船舶阻力的作用。由于船舶航行时经常偏离额定工况,通过优化船舶纵倾可以有效提高船舶能效。本文通过分析船舶纵倾优化相关技术,结合船舶动态纵倾优化技术应用现状,提出了优化船舶动态纵倾提升船舶能效的建议。     

一种船舶吃水差的精确计算方法

此文通过分析纵倾状态下船舶吃水差传统计算方法中的误差，提出了一种适合于纵倾，特别是在较大纵倾状态下船舶吃水差的精确计算方法，该方法通常可以在具备一定船舶资料的条件下采用，也可以在船舶装载软件的设计中采用。     

“普兰蒂巴—雅姆娜”轮进坞过程中几个问题的解决

介绍了海损船舶“普兰蒂巴－雅姆娜”纵倾超过3m，但不能调配压载水时，采取浮船坞纵倾的方式，使船舶安全进的方法。     

散装船装货过程中最后吃水差调整的简化求解

1吃水差调整的实际意义 （1）提高船舶的航海性能。实验表明，船舶在不同装载状况下若航速不变，保持适当吃水差（纵倾）会使船舶航行阻力达到最小，从而减轻主机所耗功率，节省燃油。某些船舶资料中提供了最佳纵倾图谱，使用时可根据船舶装载排水量和航速查取。     

船舶纵倾优化节能技术

为了应对航运市场低迷及降本增效,以船舶节油为重点来降低营运成本,在权衡各种节能技术措施的基础上,优选了船舶纵倾优化节能技术,具有实施容易、初始投资低、操作便利的优点。研究了船舶纵倾优化方法及实施方案,提出了船舶与岸基相配合实现船舶纵倾优化节能的重要性和对策。应用结果表明,船岸双方共同实现船舶最佳纵倾,每年可节省(1-2)%的燃油消耗。     

船舶纵倾优化节能策略

为研究船舶纵倾优化节能策略,应对能源、环境问题和低迷的航运市场,实现节能减排,以船舶纵倾优化技术为研究对象,通过分析优化原理和优化方法,提出采取经济航速、合理设定船舶纵倾角度、在优化状态下合理操船等措施船舶纵倾优化节能策略。     

散货船纵倾减阻及其成因分析

船舶纵倾优化作为一种有效的节能减排技术已越发受到人们的关注。为了研究船舶纵倾优化过程中纵倾调整对船舶阻力变化的影响,采用计算流体力学方法(Fluent软件)运用RANS方程加VOF自由面模型的方法求解了180000DWT散货船在不同纵倾状态下的阻力数值和流场信息,将阻力计算结果与模型试验结果进行对比,验证数值计算的准确性。比较不同纵倾状态下阻力值,得到船舶设计状态阻力随纵倾变化规律。进一步运用Euler方程加VOF自由面模型的方法求得兴波阻力,总阻力减去兴波阻力即为粘性阻力,结合流场细节分析和比较,获得船舶纵倾优化过程中总阻力变化的主导因素。本文研究对于纵倾优化技术在散货船型上的应用具有积极的指导意义。     

船舶最佳纵倾航行与节能

本文综述了交通部上海船舶运输科研所及国外关于船舶变纵倾试验的结果,并通过作者对一些船舶的计算,阐明了船舶最佳纵倾航行法是一项切实可行的节能措施,一般可节油4～10％。文中给出了船舶试用最佳纵倾航行的实例;并指出了最佳纵倾节能是一个综合性的实用问题,必须从船处于纵倾状态时的稳性、强度、浮态、操纵性等方面加以权衡。例如在空载营运时应考虑浮态衡准要求;满载状态采用首倾航行应谨慎从事;半载或减载排水量状态能否采取首倾的最佳纵倾来营运?这应从挖潜致用、节能与安全观点出发,深入探讨。     

船舶在大风浪中横摇稳性变化的理论研究

对波浪中船舶横摇稳性的特点进行了介绍和分析，提出一种新的研究船舶发生大倾角横摇时的稳性力臂的方法，在运用逐步逼近法计算每个横剖面的左右侧浸深时，考虑了在横摇过程中由于船舶首尾不对称造成的纵倾对每个横剖面浸深的影响，以及横摇过程中所发生的纵倾运动对横摇稳性的影响。然后，根据波浪中重力与浮力平衡、纵倾力矩之和为零这两个条件来求取横摇稳性力臂值。     

“门”字型货船最佳纵倾试验研究

正确地调整船舶航行时的纵倾是一项有效的节能措施,特别对载重量变化频繁的杂货船及带球首的船尤为重要。 上海船研所于1982年开始,对“门”字型货船进行了调整纵倾试验研究。通过变四种排水量、每种排水量各变五个纵倾状态的阻力、自航试验结果的分析,可以看出,对每一种排水量、每一个航速都存在一个最佳纵倾状态,其节能效果相当显著。 本文分析了吃水及纵倾变化对船舶阻力和自航要素的影响。通过对最佳纵倾与常用纵倾装载航行的营运经济进行分析比较可知,在最佳纵倾航行时平均每天可节油2.55 t左右。     

基于纵倾优化的油船节能研究

以成品油船的阻力性能为优化指标,根据船体型线图,采用CATIA及ICEM软件,建立三维模型及计算域,划分结构性网格;采用计算流体力学软件(Fluent)计算目标船在变纵倾状态和吃水下的阻力值,并与船模拖曳试验相比较,分析纵倾变化对船舶阻力性能的影响规律。结果表明:该方法可以确定船舶在不同吃水下的最优纵倾值,并为船舶的实际运营提供建议,从而提高船舶的节能减排率,为发展绿色船舶提供新方向。     

基于纵倾优化的油船节能研究

以成品油船的阻力性能为优化指标,根据船体型线图,采用CATIA及ICEM软件,建立三维模型及计算域,划分结构性网格;采用计算流体力学软件(Fluent)计算目标船在变纵倾状态和吃水下的阻力值,并与船模拖曳试验相比较,分析纵倾变化对船舶阻力性能的影响规律.结果表明:该方法可以确定船舶在不同吃水下的最优纵倾值,并为船舶的实际运营提供建议,从而提高船舶的节能减排率,为发展绿色船舶提供新方向.     

基于2008年完整稳性规则的船舶纵倾稳性校核

基于《2008年IS规则》提出的校核船舶稳性时需考虑船舶纵倾状态影响的要求,通过对比新旧规则船舶稳性的校核方法,阐述新规则生效后船舶稳性校核方法上的变化,利用新规则进行了实船计算,结果验证了船舶纵倾对船舶稳性的影响不容忽视。规则的该项变化对船舶安全至关重要,需引起航运界的重视。     

船舶最佳纵倾、节能与安全

本文综述了交通部上海船舶运输科学研究所及国外的试验结果,并通过作者对一些船舶的计算,阐明了船舶最佳纵倾航行法是一种独树一帜的切实可行的节能措施,一般可节油4～10%;指出了最佳纵倾节能是一个综合性的实用问题,必须从船舶处于纵倾条件下的稳性、强度、浮态等诸方面加以权衡,以期做到既节约能源又确保安全。为此,作者认为:船舶在空压载状态营运时,应考虑浮态衡准要求;满载排水量状态,采用首倾航行应谨慎从事,注意到其对船舶安全的不利影响;半载或减载排水量状态,能否采取首倾的最佳纵倾来营运?这应从挖潜致用、节能与安全观点出发,深入探讨之。     

双尾鳍船舶纵倾节能及其尺度效应的数值研究

纵倾节能是一种高效易行的船舶节能手段,针对纵倾节能应用,采用基于RANS求解的数值模拟方法,对不同缩尺比与纵倾角度工况下的双尾鳍内河船型绕流场进行了数值模拟。本文分析纵倾角度对阻力及其成分的影响规律;分析阻力随纵倾角度变化规律的原因并对纵倾节能相关的尺度效应进行探讨。结果表明,双尾鳍船舶以设计航速航行时,纵倾角度为首倾1.5°左右时阻力最小,且纵倾节能存在明显的尺度效应。     

浅水航行船舶下沉量的确定

此文通过对浅水域中航行船舶吃水增加而产生下沉现象分析，包括船舶在临界、亚临界、超临界速度段相应阻力、纵倾以及下沉的讨论，给出船舶在浅水域航行时确定船舶下沉量的几种方法。     

纵倾船舶浮态计算的新方法——三参数迭代法

本文提出了船舶纵倾浮态的平衡方程组及其逐步近似的三参数迭代解法,编制了电算程序,对几艘船舶在多种装载状态下的纵倾浮态作了计算,其结果表明本方法精度高、收敛快、实用、可靠。     

纵倾优化下的船舶能效数值模型

通过Fluent数值计算和Simulink建模仿真的方法,建立船舶的CFD计算模型及能确定转速(n)-航速(V_s)-船舶能效营运指数(EEOI)间对应关系的船舶能效准稳态仿真模型,进而分析不同工况下纵倾变化对船舶营运能效的影响。以定转速航行模式的46000t油轮为目标船,经模型的计算和船模试验的验证,发现适当纵倾可提高目标船的营运能效。结合相关海事公约法规,计算目标船的最佳纵倾在艉倾2.61m处,可降低EEOI达0.8%。     

一种不可忽视的纵倾变化

分析船舶由海水进入淡水港或航道时吃水增加问题，指出随船型、尺度、排水量越来越大等因素影响导致船舶纵倾变化已不可忽视，并提出了预防造成严重后果的对策。     

纵倾优化技术在配载仪软件中的实现

纵倾优化技术是提高船舶运营效益,降低航行能耗的新兴技术。配载仪是作为评估船舶安全性的关键设备,如何在现有的配载系统中融入纵倾优化技术是文章研究的主要内容。文中结合某液化石油气船配载仪的研制任务,在拥有自主知识产权的配载仪软件中新增纵倾优化功能模块,以此达到节能的效果。该模块通过结合计算流体力学的仿真分析或者来自于船模试验的数据,采用双线性插值算法找寻指定航速与吃水条件下的最优纵倾。