风帆助航节能船经济可行性探讨

我国沿海各省拥有大批中、小型货船(载重量500～1000吨),如果能合理地利用我国沿海的风力,采用机主帆辅的推进方式,虽然对于一条船的收益而言是小量的,但就整个航运而言,则其总收益量就很可观。一、风帆助航动力增益的计算方法     

风帆助航实船推进性能分析

本文通过风帆助航试验船“舟渔机研壹号”的试验工作和实船微电脑数据采集,提出了风帆助航船舶推进性能的反平衡分析方法。并提出了帆机实船工况匹配、风帆推进实船节能等分析和计算方法。     

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。     

基于CFD的风帆助航船阻力特性研究

现有关于风帆船的研究大多针对帆型的优化,而对风帆助航船阻力特性的研究相对较少.文中以风帆助航船的阻力预报为研究背景,利用数值模拟软件STAR CCM+,对风帆船的阻力特性进行模拟研究.首先,选取椭圆弧形风帆,利用重叠网格技术模拟计算出不同风向、不同几何攻角下的风帆受力情况.然后,将帆与船作为一个整体,应用VOF方法对不同风向、不同漂角下风帆船的阻力性能进行预报.在研究中得到了不同风向下获得较好助推性能所对应的几何攻角;发现了船舶阻力随漂角的增大而增大,且增大的幅度越来越大;得出了该风帆船在设计航速下,通过风帆角度的调整可使阻力减少23.3%.     

德国货船将装天帆回归风力航海减少油耗

据有关媒体报道,一家德国海运公司计划明年在一艘货船上装备一个巨大的高科技船帆,增加货船的推进力,节省燃料.“天帆“是一张160平方米(191平方码)、被拴在桅杆上的帆,它已经顺利通过了数年的试验,德国不莱梅的布鲁格船舶公司相信,天帆将使得该公司的货船削减15%到20%的燃料费用.……     

无人帆船循迹航行的控制研究

提出一种适用于无人帆船循迹航行的控制器,并应用于一条1.5m长风帆艇的湖上航行测试。该控制器包含三个独立模块,局部路径策略模块决定帆艇的转向过程;帆自动控制模块根据帆位角和相对风向角的对应关系获取最佳推进力;舵自动控制模块基于从航海经验中提炼的245条模糊控制规则实现航迹调整。1.5m帆艇的湖上测试结果表明,该控制器在多种风场条件下都可有效完成帆艇的循迹航行,具有在无人帆船上实现长程航行的应用前景。     

世界上第一艘远洋配帆货船明年启程

这种远洋配帆散装货船在燃料消耗上能够节省60％,由日本船用机器开发协会和臼杵铁工所共同建造的第一艘配帆货船,将在昭和五十九年(1984年)八月航行在日美线上,这是世界上第一艘即将实用的远洋配帆货船。     

风力助航船的风速监测技术

风力助航船作为一种新型船舶种类,可以利用海上丰富的风能资源补充自身动力系统,提高能源利用率。本文的研究重点是风力助航船的风速、风向监测技术,作为风力助航船的关键信号输入,风速和风向信息是船舶进行船帆控制的关键,因此提高海上风速、风向的监测水平十分重要。本文介绍风力助航船的风速监测原理,搭建风力助航船的风速监测平台,对平台原理和工作流程做了详细阐述。     

大型远洋风帆助航船舶节能效率分析

对大型远洋船舶可采用的帆型进行了对比,分析了硬帆的展弦比或拱度比的不同所带来的空气动力特性影响,介绍了风帆助航船舶的节能效果预报方法,通过气象资料对加装风帆助航装置的巴拿马级散货船在某些航线上的节能效率进行了估算.     

风帆助航与天帆系统

介绍风帆助航的特点与应用,分析其在节能、安全和航行性能方面可能存在的问题,阐述一种新型的高科技风帆系统——天帆系统的原理、航线优化设计和安全措施。     

基于海上航线风能资源特征的船舶风帆选型

将风帆装置的气动特性、船舶航线信息和典型航区风能资源特征相结合，提出一个船舶风帆选型方法。根据风洞试验数据分别计算并归一化圆弧形翼帆、滚筒帆、涡轮帆和天帆的风力助推系数和横漂系数；考虑不同航线上风力、风向的概率数据计算出不同风帆的助推指数和横漂指数，将每年12个月的助推指数和横漂指数相加得到总助推指数和总横漂指数；以不同风帆的总助推指数较大，兼顾较小总横漂指数的优选原则，确定最佳的风帆类型。以上海—香港航线和横滨—洛杉矶西段航线为例，利用这种风帆选型方法，计算出2个航线不同风帆助航装置的综合助推指数、横漂指数和总评价指数，确定了2条航线的最佳风帆装置，为船舶风帆的选型设计提供依据。     

面向风帆助航的海洋风力资源分析方法

为分析风帆助航条件下海洋风力资源对远洋船舶的辅助推力,将风场与航线数据在电子海图上叠加显示.通过设计算法,建立任意航线上风向变化与色彩变化的映射关系,以色彩的变化直观显示航迹带内的风向分布特征,利用矩阵实验室(MATLAB)对海洋风场数据进行读取和可视化,并对风速进行统计分析.研究结果表明,海上风速、风向在一定海域内保持稳定,为航行船舶风帆助航的可行性以及最优航线设计提供了理论依据和数据支持.     

风帆助航船操纵性研究

文中首先建立了风帆助航船的数学模型,计算和分析了帆对船在风中的风速限界线和可自由操纵区的影响,利用最优控制理论推导出使船在风中回转战术直径为最小的操帆规律的近似公式。然后对风帆助航船在风中的回转性能进行了数值计算,研究了帆的位置对船舶操纵性的影响。结果表明,风帆助航船若帆的位置布置得当,且适当地操帆,则其在风中的船舶操纵性能比未装帆时要好得多。     

风力助航在船舶航行中的优化建模研究

首先介绍风力助航船舶航行优化的原理,从原理出发描述燃料最省的航行路线模型建立方法,并且通过实验仿真说明风力助航船舶航线与风向和航速有关。在此基础上通过优化准则得到最优的目标函数,实现了风力助航船舶的最优路径。     

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。     

关于国际海上避碰规则帆船条款是否适用于翼型帆的探讨

风帆助航船和现代高性能竞技帆船均使用了刚性翼型帆,然而现行《1972年国际海上避碰规则》中的帆船相关条款仅适用于传统帆船,并不适合于安装刚性翼型帆的船舶,风帆助航船与翼型帆竞技帆船定位模糊,应对避碰规则进行适当修订。     

中华帆的操驾

中华传统舟船升起帆篷利用风力推船航行称为驶风。俗称跑风、打风等。中国船工、海员在历代相传的长期实践中创造了驶八面风、调戗等驶风操帆技术。驶风航速受风力、风向、帆角、水流速、流向、船型、帆面积以及操帆技术等多种因素影响。风向与船纵中线的夹角称风角,船驶风时,帆面与船纵中线的夹角称帆角。帆角随风角相应调整,才能有效利用风力。     

液货船惰气电控系统的综合设计

结合某液货船的惰气发生系统,本文介绍了液货船惰气电控系统的设计原则,惰气发生系统的工艺流程及其功能设计,讲述了一套完整的船舶惰气自动控制方案.     

帆数量对低攻角多翼帆系统推进性能的影响

基于雷诺平均的湍流处理方法，采用SST k-ω方程湍流模型对控制方程进行封闭，时间离散格式为2阶。使用STAR-CCM+商业软件分析帆数量对多帆系统推进性能的影响，并根据国际拖曳水池会议（ITTC）的不确定度分析规程进行数值不确定度分析。将仿真数据与理论方法和试验获得的数据进行对比以保证计算结果的可靠性。研究结果表明：多帆系统风帆数量增加时，其风帆助航力有明显提升，总推力增加，有更好的助航效果；但推进性能并不是随风帆数目的增加而线性增加，具体的风帆数目确定还需综合考虑稳性、操纵性等其他因素。     

海区桥梁助航标志管理维护对策

文章分析了我国桥梁助航标志的管理及维护现状,提出了如何加强桥梁助航标志的管理维护,进一步提高桥梁助航标志的助航效能,以达到保障桥区水域船舶通航安全的目的。