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。     

巴拿马型风帆助航散货船稳性及桅杆结构安全分析

以某巴拿马型散货船为研究对象,研究其在加装风帆助航装置后的船舶稳性及风帆结构物在不同风级下的安全性,利用COMPASS进行船舶稳性衡准分析,利用ANSYS进行风帆桅杆的建模和应力、变形仿真分析,结果表明该风帆的结构布置满足船舶稳性要求,9级风以下桅杆顶端变形满足要求,并提出风帆控制的必要措施.     

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。     

基于CFD的风帆助航技术效能分析

在模型试验的基础上,运用计算流体力学(CFD)方法,分析了基于机翼理论的风翼帆船利用风能辅助推进的特性.在仿真软件Fluent的仿真计算的基础上,当采用风帆助航技术时,对风帆产生的推力及由此引起船舶阻力变化进行了分析,从而对风帆助航技术的效能进行评估与分析,得出了远洋船舶利用清洁能源(风能)在经济性与环保性方面的可行性.并提出风帆助航技术应用于大型远洋船舶后续需要解决的问题.     

风帆助航船非线性横摇倾覆概率研究

风帆助航技术为船舶利用可再生能源提供了途径,但随着横摇的幅度加大,导致船舶倾覆的概率也增大。文章采用数值分析的方法对风帆助航船舶的非线性横摇方程进行分析求解,对有风帆助航与无风帆助航船在风浪作用下产生倾覆的概率作了比较,为采用风帆助航技术的远洋船舶在符合初稳性和气象衡准稳性条件下的横摇倾覆防范提供研究思路。     

风帆助航典型船舶选型及其应用对策研究

针对目前风帆助航系统船舶选型及其应用的问题,探讨了风帆助航典型船舶的选型原则,分析了风帆助航船舶主机及风帆助航系统的应用限制因素。研究结果表明：油船和散货船可作为安装风帆助航系统的典型船舶,风帆助航船舶的主机操纵与风帆操纵都应遵循一定的限制因素,为风帆助航系统的应用提供了理论指导。     

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.     

风帆助航模式主机功率等参数的计算方法

从分析风帆助航对螺旋桨特性的影响入手,导出风帆助航模式主机功率、转速和效率的计算方法,并以某船参数演算证明实际可行且简单,可供进一步定量研究风帆助航船帆、机、桨等的配合和控制参考.     

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。     

远洋鱿鱼钓船电站选型设计

远洋鱿鱼钓船是采用灯光诱鱼的方式来捕鱿鱼,大量诱鱼灯的使用,使得船舶电站的选择至关重要。本文重点介绍对鱿鱼钓船电站的优化设计。     

Steady sailing performance of a hybrid-sail assisted bulk carrier

The steady sailing performance of a sail-assisted bulk carrier is investigated utilising towing-tank derived hydrodynamic derivatives and wind tunnel measured aerodynamic properties of the sails and the ship. The aerodynamic characteristics investigated include the ship hull at the fully-loaded draught, the sail–sail interaction effects for two sets of four identical hybrid-sails, and the sail–hull interaction effects for the same two sets of identical sails in the presence of the selected bulk carrier hull-form. This is in addition to lift–drag measurements of single isolated sails of each shape. The form of the two sets of soft sails was rectangular and triangular. This paper is concerned with assessing the benefits of a sail-assisted ship operation, and hence a steady-state rather than complete time-domain integrations of the governing equations are reported. The results of the completed analysis suggest that the benefits of the derived sail generated driving force are greater than the overhead of equipping the ship with a selected system of hybrid-sails. Sail-assisted ships could represent an important contribution to an improving global environment by reducing the demands for a driving force through the propeller.     

风帆辅助推进船舶操纵可控区研究

加装风帆后的船舶在低速时的航行特性有别于无帆情形。为确保低速航行安全,基于MMG非线性运动方程,计算了有、无风帆情况下的船舶操纵可控区。运动方程中的船体水动力系数、舵模块参数等由经验公式得到,帆/船整体气动力系数由基于滑移网格方法的CFD手段获得。计算结果表明:不同帆攻角下的船舶自由操控区不同,通过合理的帆/舵联合操纵,可以扩大风帆辅助推进船舶低速航行的可自由操控区,增强其在风中的抗风能力。     

Sail–sail and sail–hull interaction effects of hybrid-sail assisted bulk carrier

In a previously reported study, wind tunnel experiments were undertaken to investigate the aerodynamic characteristics of hybrid-sails in isolation. Such sails are seen as providing a worthwhile reduction in the delivered power to the propeller and hence the engine generated thrust, with a corresponding reduction in the CO₂ production of diesel engine exhaust. In this paper, wind tunnel testing is used to investigate sail–sail interaction effects for two sets of four identical hybrid-sails, and the sail–hull interaction effects for the same two sets of four identical sails in the presence of a bulk carrier hullform. The analysis presented suggests that to build a sail-assisted ship requires an appreciation of the sail–sail and sail–hull interaction effects.     

渔船稳性衡准分析与算法研究

我国有数量庞大的渔业船舶,其稳性对船舶安全生产、船型设计开发等方面产生重要影响。本文整理现行渔业船舶稳性衡准要求；分析稳性衡准数的数理实质；进而应用国内外普遍认可的总体设计软件NAPA进行渔业船舶稳性衡准数核算方法研究开发。有助于提高对渔业船舶稳性的认知水平和校核能力,亦可为具备类似衡准要求的其他船型设计研发及稳性校核工具开发提供借鉴。     

基于Femap的风帆基座局部强度分析

以上海海事大学教学实习船"育明"轮为对象,研究船舶加装风帆装置的船体结构强度问题,通过局部加强风帆基座和船体连接部分来保证风帆安装部位的结构稳定性。利用Solidworks和Femap软件建立了风帆基座和船体的有限元模型,计算得到该模型在10级风载荷下受风角度从0°~60°的应力和应变。最终结果表明,在10级风载荷下,该船风帆基座和局部加强后的船体的强度符合要求。     

小型LNG船舶内河航行可行性探讨

介绍海港LNG船舶航行实行交通管制的原因,对比分析了LNG船舶与LPG船舶的危险性。结合我国内河液体散货运输船舶航行管理现状,对小型LNG船舶在内河航行的可能风险及应对措施进行探讨,认为采用双壳双底结构的小型LNG船舶在我国内河正常航行是可行的,不需要采取特殊的交通管制措施。     

商船与渔船海上安全避让问题的探讨

阐述渔船、商船各自特点及海上商船不能及时发现渔船、渔具的几种可能性，提出商船安全避让渔船的思路。     

大型船舶在浅水域操纵性能的探讨

船舶在浅水中航行,会产生浅水效应,出现兴波增大、阻力增加、船速下降、船体下沉等现象,船舶操纵性能变差。为了减小浅水效应对船舶的影响,笔者就实际操纵中应注意的要点和相关的预防措施作了阐述。