基于航次仿真的班轮船期优化设计

班轮船舶的航次到港时间受在港时间与航行时间不确定的影响,始发港后首个挂靠港的到港时间分布需要叠加一个在港时间分布与一个航行时间分布,而后续挂靠港口的到港时间却需要将航线前段中各个挂靠港的在港时间分布与航行时间分布进行叠加。为了处理上述的多分布叠加难题,文章将包括船舶航速调节的航次仿真引入模型,模拟仿真出航线上各挂靠港口的到港时间分布。并基于航次到港时间的累积频率分布,查找预期准班率所对应的计划到港时间,及根据航线计划往返时间来计算船舶配置数量。文末,案例"天天马士基"对文章模型的有效性进行了验证,研究表明:船舶航速调节后,不确定到港时间更集中于计划时间值,准班率也由航速调节前的61.2%提升至调节后的84.5%;采用基于航次仿真的班轮船期优化设计模型,航线准班率提升了8%,航线均天成本下降了14%。     

基于人工蜂群算法的船舶航速优化

航速优化是船舶智能能效管理的主要组成部分,对降低船舶营运成本、减少温室气体排放具有重要意义。为减少船舶航行时的主机燃油消耗,根据实船数据首先构建了主机油耗模型,模型的平均误差仅为0.813%,然后对整个航程进行分段,基于人工蜂群算法对整个航程的航速进行优化。经过验证可得结论：优化后的航速对应的整个航程航行时间减少了14.44%,油耗量降低了3.012%。研究结果表明,使用人工蜂群算法对航速进行优化,能够对航速提出建议,达到提高船舶能效水平,提高经济性、环保性的目标。     

减速降功下主机燃油消耗量分析

针对船舶主机选型时,既要满足船舶的最初设计航速,又要考虑航运不景气时减速航行的要求,对航速、主机功率、主机燃油消耗量的关系进行分析,提出减速降功下主机燃油消耗量变化的判定公式。对部分负荷下降低主机燃油消耗量,介绍主机部分负荷降油耗优化技术和方式。通过运营中船舶减速主机降功的实例,对正常运营与减速降功下和采用部分负荷优化下的主机燃油消耗量作对比计算,结果表明进行减速降功优化可降低燃油消耗量,提高船舶经济性。     

76m双向航行客滚船总布置研究

为解决传统单向航行的客滚船在港口需要调转船头增加离港靠港时间,以及车辆倒车上船或者下船的不安全等问题,设计了76 m双向航行客滚船。该船有四层甲板,可容纳499名乘客;艏艉对称,360°视角驾驶室位于船体中间;采用4台主机、4台全回转式轴带推进器,可以达到12 kn服务航速。此外,还按照规范要求的方法分析了499名乘客和17名船员逃生方案,其结果满足客船规范逃生时间的要求。结果显示:该船型的布置特点在功能上可以保证船舶在靠港和离港的时候不需要调转船头,船舶上直线的车道就能方便车辆上下船。     

基于ARM和μC/OS-II的船用柴油机最低油耗航速控制系统设计与实现

介绍一种船舶柴油机最低油耗航速控制系统.利用这套系统可以在不影响船舶航行安全和航运周期的前提下,通过实时检测的方式,控制主机运行于最低油耗航速,从而大大降低船舶航行时的主机燃油消耗.     

螺旋桨切割法在突发事件中的实际应用

对船舶在航行过程中螺旋桨叶片出现突然折断后的船舶推进性能作了分析计算，获得了螺旋桨折断后主机转速、功率及航速的变化关系。实船航行性能测试结果同计算预估相当吻合，说明该分析计算方法具有实际应用价值，可为今后出现类似突发事件时的参考。     

川江及三峡库区变吃水干散货船的优化论证

川江及三峡库区航道水深季节性变化大,为了充分利用水深条件,船舶多采用变吃水设计,船舶航行时载况的变化会引起主机、螺旋桨的工况发生变化,因而船舶营运经济性的计算有别于常规船舶,对船舶营运经济计算中载货量、航速及经济参数进行分析,实例计算结果令人满意。     

船舶推进中两种动态平衡的研究

为了明确船舶推进中功率、力等各物理量之间的平衡关系,正确使用船舶主机防止其超负荷提供相应的理论依据,文章分析了螺旋桨的推力与船舶航行阻力的动态平衡过程.推导了螺旋桨转速、船舶的航速、螺旋桨的相对进程以及螺旋桨所消耗的功率等各物理量之间的关系,即:当螺旋桨的相对进程一定时,船舶的航速与螺旋桨的转速成正比,螺旋桨消耗的功率与其转速的三次方成正比;而当螺旋桨的转速一定时,随船舶航行阻力系数的增大,船舶的航速将减小,螺旋桨消耗的功率将增大.最后,在上述理论分析的基础上,进一步讨论了螺旋桨的转速发生变化时,船舶的航行经济性问题.     

船舶航速优化原理研究

恒速航行原理是船舶航行节能的一个重要规律。将船舶航速的优化抽象为对目标函数求极值的数学问题,分别建立离散、连续时间模型,分析讨论了固定时间端点与滑动时间端点不同边界条件对模型求解的影响。结果表明,恒速航行船舶总耗功最小;优化航速不仅与航行要求如规定的路程、时间有关,还与推进功率系数及辅助功率有关。研究方法可为船舶航行降低功耗以及制定航行计划提供参考。     

对存量船舶节能途径的探索

针对存量船舶,船长及经营管理人员,在满足主机基本工况良好、保证航行安全的前提下,可从改变船舶的吃水状态、优化航线设计,选择最佳航速等各项措施,达到降低船舶营运的变动成本的目的。     

船舶航行速度估计的数学模型研究

为解决因船舶航速过度灵活转换而造成的海洋航行事故,提出船舶航行速度估计的数学模型。以直航运动稳定性作为分析前提,建立必要的操纵辨识条件,从而实现船舶航速操纵参数的辨识处理。在此基础上,按照船体的实时受力情况,获取与直向航行相关的物理参数,再按照测速校正原理,完成船舶航行速度估计的数学模型研究。模拟应用实验结果表明,FPS(顺逆转换系数)、SPS(逆顺转换系数)均出现明显下降,船舶航速转换灵活性得到适度抑制,大幅降低海洋航行事故的发生几率。     

主机气缸及气缸油残油监控

<正>0引言受船舶运力过剩及经济增长缓慢的影响,航运市场持续低迷,航运业正遭遇前所未有的冰河期。船东和航运公司为提高船舶营运效率,纷纷寻求各种机会降低成本,提升竞争力。在可预见的未来,经济航速或超经济航速将成为一种新常态。减速航行以及优化气缸油注油率可以降低燃油和润滑油成本,但诸如此类的降本增效措施,会对主机工况、船舶维护成本以及船舶     

基于CFD的双艉客船阻力特性分析

[目的]随着绿色船舶规范的实施及推进,船舶能效指数,特别是船舶航速功率指标越来越受到业界的关注。为了精确获得双艉船型的航速功率指标及船舶流场信息,[方法]基于计算流体动力学(CFD)理论,提出一种双艉船型航行阻力预报及流场捕捉的工程方法。采用粘性流计算软件FINE/MARINE,对某双艉客船的航行阻力进行计算,探讨船舶第1层网格节点高度、船舶航速以及附体对计算结果的影响,并将不同航速下的阻力预报及其结果与试验数据进行对比。[结果]结果显示,预报误差基本在3%以内。[结论]研究表明,所提方法计算效率高且易于实现,预报精度能满足工程需要,具有较强的工程实用性。     

大型集装箱船能效营运指数仿真研究

为应对IMO提出的日益严格的排放法规,降低船舶EEOI值,本文分析了EEOI的数学计算公式以及简化公式,并以某8063TEU大型集装箱船为目标船,基于MATLAB/Simulink建立了船舶能效系统的仿真模型。通过仿真研究,分析了船舶航速、航期、载货量、航程对船舶EEOI的影响,同时研究分析了EEOI对航速、载货量、航程变化的敏感性。结果表明随着航期的增加船舶EEOI逐渐减小;EEOI对航速的敏感性最高,对载货量的敏感性其次,而对航程的敏感性较低;降低主机工作负荷从而降低航速,以及提高船舶载货量都能有效降低船舶EEOI值,而增加航程则对降低EEOI值效果不明显。     

液压起货系统冷却器的设计计算

对于船东来讲,提高运输能力和经济效益的重要环节之一是缩短营运周期。因此不仅需要提高船舶的性能和航速,以减少航行时间,还必须尽可能缩短停港时间。因而运转良好、效能高的货物装卸设备,对于减少停港时间起着重要作用。液压起货机是六十年代开始发展起来的。它具有良好的无级调     

定航线下考虑ECA的船舶航速多目标优化模型

在考虑船舶排放控制区(Emission Control Area,ECA)的背景下,通过航速优化对船舶航行成本和航行时间进行有效折中,降低船舶营运成本。针对营运成本和航行时间2个互相冲突的关键因素建立一种多目标航速优化模型。分别建立船舶营运成本模型和航行时间模型,通过带精英策略的非支配排序遗传算法(Nondominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ,NSGAⅡ)求得营运成本和航行时间的Pareto解集,采用模糊隶属度函数,从Pareto解集中筛选出最佳折中解。实际案例分析结果表明:在一定的时间约束下,船舶在ECA内适当减速,在ECA外加速可有效减少营运成本。当船舶以优化航速航行时,可有效减少船舶营运成本,节省船舶航行时间,为船公司提供一定的管理依据并带来可观的经济收益。     

大型集装箱船能效营运指数仿真研究

为应对IMO提出的日益严格的排放法规,降低船舶EEOI值,本文分析了EEOI的数学计算公式以及简化公式,并以某8063TEU大型集装箱船为目标船,基于MATLAB/Simulink建立了船舶能效系统的仿真模型.通过仿真研究,分析了船舶航速、航期、载货量、航程对船舶EEOI的影响,同时研究分析了EEOI对航速、载货量、航程变化的敏感性.结果表明随着航期的增加船舶EEOI逐渐减小;EEOI对航速的敏感性最高,对载货量的敏感性其次,而对航程的敏感性较低;降低主机工作负荷从而降低航速,以及提高船舶载货量都能有效降低船舶EEOI值,而增加航程则对降低EEOI值效果不明显.     

基于有限元分析的船舶零航速减摇鳍升力机理研究

减摇鳍是船舶应用最为广泛的主动式减摇装置,其在船舶高速航行时具有良好的降低横摇的功能。但是,当船舶航行速度较低或者零航速驻停时,减摇鳍的效果会大打折扣,因此,研究船舶零航速时的减摇鳍升力机制,使减摇鳍在船舶零航速下仍具有良好的减摇效果是国内外的研究重点。本文基于有限元分析技术,建立船舶减摇鳍的升力函数模型,研究了船舶零航速时的减摇机理,并在此基础上设计了船舶零航速下的减摇鳍系统。     

船舶节能航速辅助决策系统

通过对国内外船舶航行节能技术进行分析,提出节能航速辅助决策系统设计总体框架,对系统中涉及的主要关键技术和解决方法进行详细论述。提出从全局到局部的四段航速优化方法,可缩短航速优化计算时间,提高辅助系统的及时性。该系统的应用能在一定程度上消除船舶选择航速的盲目性,指导船舶在不同的航段选择不同的最佳航速。     

降低可调距螺旋桨船舶油耗的可行性分析

以航速控制为导向,探讨了一种能够实现船舶定速巡航功能的控制方式,通过该控制方式的自适应功能对螺距和转速进行自动匹配,以达到任意指定航速下油耗最低的目的,不仅能保证船舶预定到港时间、减轻驾驶员的工作负荷,还能够有效控制成本、节能减排。