船舶机舱机械通风数值模拟分析和优化设计

某海监船在进行机舱机械通风效用试验时,发现存在舱内气流分布不均、风速梯度变化较大、部分船员操作和活动区域温度偏高等问题。为解决上述问题,利用CFD技术对该船机舱机械通风系统进行数值分析,并提出机舱气流改进方案。随后,选取优化前、后的典型截面进行分析,指出在保证舱内适当负压的情况下可将机械送风改为机械抽风,从而实现机舱进风量增加50%,并消除舱内气流大漩涡和改善气流组织。此外,还提出可在右舷开一个新增风口,以更有效消除气流漩涡,并降低局部温度。结果显示,该优化方案能够满足海船规范要求且施工方便,对于工程设计具有一定的参考价值。     

某海监船机舱通风系统的设计和优化方案

以某最新海监船为对象,通过机舱设备换热量和风道阻力系数的研究,提出了机舱通风系统的通风量和管道压力损失的改进计算方法;并从合理利用船体结构、减小局部阻力、降低舱内局部温度等角度提出系统优化方案,结合CFD软件进行分析和验证。结果表明该方案能够使系统进风量增加9.1%,气流组织得到改善,且主辅机处供气量显著增加。     

基于CFD的闭式机舱通风系统三维数值模拟

为预先确定工程设计中闭式机舱通风系统的通风效果,找出初步设计方案中气流组织与温度分布存在的问题,对系统内部三维湍流进行基于CFD的三维数值模拟。在此基础上,于机舱前壁合理增设布风口与排风口,并将舷侧的进、排气方向予以合理改进,形成良好的气流组织。计算结果表明,改进后的通风方案效果良好,消除了初步设计方案中存在的问题。     

大尺度双体船机舱通风系统的数值模拟分析和优化设计

大尺度双体船具有型深和船宽大、辐射噪音小、重量和尺寸要求严格等技术特点,导致其机舱通风系统送风管路过长、回风阻力高、管系布置困难,这极易造成舱内局部风速严重不均、重点区域温度过高以及舱内压力过大等现象。本文以世界最大的6 000吨级双体船的设计为例,利用CFD技术对其机舱通风系统进行数值模拟分析,发现其气相组织在风速、温度和压力等方面存在诸多问题;进一步提出具体改造方案,即增加主甲板送风支路、增加底舱抽风管系和甲板通风开孔,并选取优化前后的典型截面进行气相组织对比分析,验证了优化方案的正确性。该优化方案满足海船规范要求,且成本低、施工方便,对于大尺度双体船通风系统的设计具有一定的参考价值。     

基于CFD技术的船舶机舱大空间气流组织分布预测方法

以某船整机舱全流场为研究对象,提出一种应用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术来判定机舱通风系统完善程度的研究方法,模拟整机舱空间的速度场和压力场。计算结果表明:本船设计方案合理,可被应用于机舱内大空间气流组织分布预测,以此评定通风系统的设计效果。     

船舶机舱机械通风的计算与气流组织分析

通过某型油轮机舱通风所需通风量的计算和机舱气流组织的仿真分析,指出,船舶机舱的通风效果不仅与通风量有关,而且也和机舱内合理的气流组织有关.通风量计算以为基础,在计算出通风量的基础上进行了风机的选型;气流组织分析是通过CFD软件Airpak为工具的,合理的气流组织可以改善机舱内局部通风的环境,从而使得如集油盘、污油井等易于产生油气聚集的区域在气流的冲击下,油气的聚集浓度降低,提高了机舱的安全性.分析结果表明,利用Airpak进行气流组织分析也有利于优化风管的尺寸、排风栅的面积和进风栅的高度设计.     

基于CFD和气流评价指标的船舶机舱射流通风优化设计

在船舶机舱通风方案设计阶段,通过对某船舶机舱大空间内前后集中和左右集中两种通风口布置方式进行三维CFD模拟,得到机舱内部上下层的气流组织,比较了两种送排风方案对机舱内部流动的影响,表明前后集中送风方式ADPI值更高、回流区更小、无明显气流短路,总体气流组织优于左右集中送风。在此风口布置基础上,进一步引入射流通风系统,仿真结果表明射流通风结合传统送风有效的避免了短路和通风死角,降低了设备局部热点温度约4℃,具有较好的实船应用前景。     

机舱无风管诱导通风系统优化设计

机舱通风采用无风管诱导风机的布置,机舱内温度场、风的流向和风量的控制就完全依赖于诱导风机的选型及布置。利用数值计算软件,首先模拟没有风管和诱导风机情况下的机舱内空气流场,分析其流场中存在的问题及不足点,针对这些问题和不足点选择和布置不同类型和风量的诱导风机和喷嘴,改变局部流场,满足机舱内设备对通风的个性要求,最后再根据数值模拟来校核机舱内增加诱导风机后的空气流场。从模拟结果可看出,诱导风机的增加大大的改善了机舱无风管时的舱内气流组织,很好的代替了通风风管的作用,能进一步优化机舱通风系统,使机舱通风系统更加高效,可控性更高。     

LNG船机舱内通风气流组织的数值分析

运用CFD技术手段,对LNG船机舱内通风气流组织进行数值分析,消除通风死角产生的安全隐患。针对风管与舱室形成的计算域形状复杂的问题,机舱通风流场被分解为风管与舱室两个计算域,通过设置通风格栅的边界条件实现数据传递。采用K-ε湍流模型模拟舱室内通风气流,分析表明机舱内设备与管路对通风效果有明显影响,设备间的空挡存在通风死角。研究表明CFD技术是船舶通风设计优化的良好工具。     

舰船典型舱室气流组织数值模拟

针对舰船舱室空调系统的末端形式不同于民用建筑空调系统末端形式的特点,提出对采用布风器方式的舰船舱室的气流组织形式进行研究。采用计算流体动力学(CFD)技术,建立实船典型两人舱室的数值试验模型,根据舰船的实际边界条件对该舱室夏季设计工况和冬季设计工况下的气流组织进行数值模拟计算,并对典型截面的速度场及温度场进行分析。模拟结果表明:在夏季设计工况下,虽然布风器周围风速较高、温度较低,但舱内人员活动区域速度场分布较均匀,舱内风速小于0.3 m/s,温度场分布也较为均匀,温度约为26~27℃;在冬季设计工况下,除布风器周围风速较高、温度较高外,舱室大部分区域风速较低,小于0.2 m/s,温度约为20℃。无论是夏季还是冬季设计工况,采用布风器末端形式的典型两人舱室人员活动区域内的气流速度及温度均满足舒适性标准要求,结果验证了该典型舱室空调系统布置的合理性。     

一种适用于船舶复杂机舱的改进型变频通风控制逻辑

介绍一种改进型变频通风自动控制逻辑,适用于大型商船复杂机舱通风系统。在普遍应用的基于排风温度信号和机舱内压力信号进行变频风机控制的基础上,补充若干个温度传感器(Temperature Transmitter,TT),用以对发电机室、净油机室等重点舱室温度进行监控并给予重点关注。简化变频风机的运行控制逻辑,在兼顾节能降耗的基础上使得机舱变频风机控制逻辑更加简洁高效,通风系统的稳健性大幅提高,对于其他船舶的复杂机舱变频通风控制具有借鉴意义。     

2 000 t海上风电安装平台机舱通风系统布置优化

以2 000 t自升自航式一体化海上风电安装平台为例，对机舱通风系统进行布置优化。从风管路径、风量分配、风管尺寸和风管结构等方面详细介绍优化方案，解决该平台机舱通风系统在实船布置过程中遇到的困难，为以后类似平台机舱通风系统的设计和优化提供参考。     

基于BP神经网络的船舱温度预警系统

针对现有的船舶机舱的环境监测报警系统无法对船舱火灾进行预警的缺点,设计一种基于BP神经网络的船舱温度预警系统。对船舱某一固定点的温度进行模拟仿真得到预测结果,并通过与实际测得的温度数据比较验证系统仿真得到结果的正确性。实验证明,该船舱温度预测模型预测的结果与真实测得的温度数据比较具有相对较高的准确性,可以达到温度预测的效果,对船舶机舱对火灾进行预警具有一定意义。     

变频动态调节技术在超深水钻井装置主机舱通风系统中的研究与应用

超深水钻井装置为满足DP3动力定位的严苛要求普遍采用主机舱分隔设计，但各主机舱通风需求量因平台载荷及外部环境变化而变化。本文以某深水钻井装置主机舱为目标，分析主机舱内通风需求量，根据机舱动态风量需求，采用变频技术控制风机转速，调节机舱进风量，达到机舱内外风压动态平衡。     

船舶涂装车间VOCs废气排除效果数值模拟

针对大型船舶涂装车间，建立用于两种不同通风方案和挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，VOCs）废气扩散的数学模型。运用数值模拟方法，研究不同通风方案的气流速度场和气流压力场的分布特点及其对VOCs废气排除效果的影响规律。结果表明：侧进侧排（Side Intake and Side Discharge，SISD）式的原有通风方案导致车间VOCs废气不断向车间顶部累积，通风效率较低；而侧进底排顶部补风式的优化通风方案可有效提升车间湍流区域面积和风速，对VOCs废气排除效果作用显著。研究结果可为船舶涂装车间通风系统的优化设计提供参考依据。     

基于fluent的大中型永磁电机端部流场和温度场计算

基于CFD流体计算软件fluent，对大型永磁电机定子端部通风结构和流动区域进行了分析，确定了三维流体场的求解域，建立了包括散热器和风扇在内的定子端部模型，给出了求解域内的边界条件并且进行了计算和分析；优化了通风结构。得到了端部温度场的分布规律，该结果对电机设计人员的通风通风系统和绝缘结构的设计提供了理论依据。     

船舶机舱风机一拖多变频调速系统的设计

针对船舶机舱空间狭小,风机调节手动单一等问题,设计了基于单台变频器控制多台风机的“一拖多”智能控制系统.该系统通过PLC控制变频器实现每台风机的软启动,并根据温度变化和换风量需求,采用PID算法自动增加或减少风机运行台数和变频调节输出大小,保证机舱温度在设定范围内.智能控制系统完成风机对电网无冲击启动和自动调节机舱换风量,实现安全可靠和经济运行.     

Research and design of ship-shore integrated engine room intelligent operation and maintenance system based on data brain北大核心CSCD

[目的]为提升舰船机舱运维的智能化水平,针对机舱设备种类多、数量大、耦合关系复杂等特点,梳理机舱运维智能化应用的技术路线,开发船岸一体化机舱智能运维系统。[方法]首先,分析国内外机舱智能运维技术的发展趋势,融合利用健康管理、大数据挖掘、数字孪生、数据轻量化传输等技术优势;然后,设计符合舰船机舱特点的一体化智能运维系统。[结果]提出了一种基于数据大脑赋能的机舱智能运维系统功能框架、平台设计、运行体系、运行流程及关键技术应用。[结论]研究成果可为舰船机舱智能运维系统设计及应用实践提供参考。