风帆辅助推进技术对EEDI的贡献度计算方法研究

风帆辅助推进是一种创新型能效技术,有显著的节能效果,能辅助船舶达到能效设计指数(EEDI)第三阶段要求。当前亟待制定一套通用和易于操作的计算方法,为评价风帆辅助推进技术对EEDI的贡献提供依据。论文通过对现有EEDI法规适用性的论证,分析风帆助推技术特点,提出一种针对风帆助推船舶的EEDI计算方法,然后将该方法应用于全球首艘风帆助推超大型油轮,进行了风帆助推技术对EEDI贡献度的计算。     

《船用硬质翼面帆评估与检验指南(2020)》发布

正《船用硬质翼面帆评估与检验指南》是CCS基于相关科研项目的研究成果,以及实船验证的经验,制定的适用于硬质翼型风帆助推装置的指南。《指南》为《绿色生态船舶规范》中的"风帆辅助推进系统"附加标志提供了审图和检验依据。《指南》包括5章内容,针对风帆助推船舶设计、风帆装置设计、制作和安装检验、风帆安全操作要求、风帆装置营运检验要求、风帆助推船舶EEDI验证要求等提出了安全性技术标准。     

加装风帆对VLCC直升机甲板气流场的影响研究

船舶加装翼型风帆在显著降低主机功率,节省燃油消耗和温室气体排放的同时,也改变了船上直升机甲板上方的气流场,因此,非常有必要开展加装风帆对船舶直升机甲板气流场的影响评估。采用风洞中的热线风速仪测量技术,以30万吨级超大型油船(VLCC)为对象,计及风向角、垂向高度等影响因素,定量评估了加装风帆对船舶直升机甲板气流场的影响；在此基础上,根据标准CAP437推荐的判定准则,获得了VLCC有、无风帆的直升机飞行包络线。研究结果可为加装风帆的VLCC直升机安全起降作业提供帮助,也可为后续加装风帆的船型甲板布局设计提供参考。     

肥大型船加装水动力节能装置之EEDI计算方法探讨

虽然EEDI计算导则早已公布,但节能装置产生的收益如何在EEDI计算公式中体现却未有定论。本文针对加装节能装置之肥大型船,按MEPC62会议日本提案的思想,通过统计现有的模型试验或实船试航结果,分别以"主机装机功率不变、航速提高"和"航速不变、主机装机功率降低"两种目前看来较为合理的计算办法来评估加装节能装置后对EEDI结果产生的影响。结果表明,以"航速不变、主机装机功率降低"方法来评估节能装置的收益时,EEDI降低值更显著。本文结果可为加装节能装置之船舶计算EEDI提供参考。     

基于ANSYS的船用风帆结构强度有限元模型分析

安装辅助风帆以后，船舶的稳性、偏航及主机输出功率等各种性能都会发生改变，在船舶安装辅助风帆前必须对这些性能变化进行分析计算，为船舶安装辅助风帆进行性能分析及经济性论证提供可靠的依据。以设计制作的A型圆弧形硬帆模型为研究对象，利用ANSYS进行了风帆强度的有限元计算。与试验结果进行对比，结果表明所采用的建模方法是可行的．鼻可以用干囊际斑．棚所串到韵麻由佘新     

某穿梭油轮EEDI多方案优化对比分析

为了确认船舶优化技术对EEDI的效果,以15万吨级系列穿梭油轮为对象,比较分析包括船型优化、主机功率降低、节能装置安装和船体减重设计等多项优化技术对于穿梭油轮EEDI的提升效果贡献度,结果表明,满足最小推进功率的前提下降低主机功率对EEDI的提升效果要比其他优化技术对于穿梭油轮的能效水平高出5倍左右,在不能满足EEDI要求时,应优先考虑在满足最小推进功率的前提下降低主机功率,同时保证其他优化技术协同应用,以提高船舶能效水平,满足法规强制要求。     

差动操帆对风帆船节能的影响评估

利用风能的翼型风帆助推技术是运输船舶满足EEDI高阶段指标的重要技术措施之一。以一左右舷横向对称布置两对翼型风帆的油船为研究对象，选取典型相对风向角，分别采用烟流流动显示试验和风洞测力试验的方法，从定性和定量两个方面分析双帆横向间距变化及不同操帆控制策略对风帆组气动特性的影响；在此基础上，通过求解计及横倾的四自由度MMG非线性运动方程组，评估压载吃水下双帆横向间距及其操纵控制策略对风帆组节能的影响。研究表明：横风作用下，沿船宽横向布置的两帆间存在着相互干扰，通过合理的操纵控制，可提高风帆组的推进性能；两帆横向间距越小，帆-帆干扰效应越明显，为最大限度地发掘风帆组的整体助推潜力，需要差动操帆的角度也越大；相较同步操帆最优状态的推力增量，同时差动操纵背风侧两帆，风帆组推力增量可再提高约7.7%，压载吃水下风帆组的综合节能收益可达22.7%。     

关于EEDI衡准方法的比较研究

文献[1],即《关于EEDI衡准基面的研究》一文提出了船舶EEDI衡准基面的概念,它的函数形式是aVb△c,其中V是船速,△是船的装载量,a、b和c是待定常数,它们随船舶类别而异。作者在文献[1]的基础上,利用Fairplay数据库资料分别对液货船、散货船以及集装箱船的EEDI衡准基面进行了计算,并和不考虑船速影响的EEDI衡准基线方法做了比较。经实例进一步验证,考虑船速影响的EEDI衡准基面方法比EEDI衡准基线方法更合理、更准确。     

多用途船甲板加装固定橇块单元方案

为满足海洋平台的需求，对多用途船甲板加装固定橇块单元。从安装位置、甲板强度计算、稳性要求、电力负荷要求及防爆要求等方面对加装方案进行全面考虑。该方案不仅可缩短货物的灌装时间，而且可提高船舶的周转率，进一步提升船舶的市场竞争力。     

船舶主机快速通过转速禁区的方法及计算验证

受全球气候变暖、资源危机、贸易保护主义影响，节能降耗、转型升级、创新发展是船舶行业发展的必经之路。国际海事组织IMO推出了船舶能效设计指数EEDI并于2013年1月1日正式生效^[1]。该法案的生效对于船舶主机功率点的选择产生了较大影响，运营方纷纷选择主机降功率使用以满足EEDI要求。然而主机在降功率使用的情况下，加速性能显著降低，无法快速通过转速禁区，使船舶轴系的安全性产生了巨大的隐患。该文在对转速禁区内主机加速性能下降的现象进行了理论分析，并从主机控制系统、螺旋桨设计、轴系设计等方向寻求解决方法，最后用计算结果进行验证，使船舶在安全稳定运行的同时能满足各船级社规范要求。     

基于EEDI的船舶主机选型研究

以船舶能效设计指数(EEDI)为背景,上海船舶设计研究院设计的绿色船型Dolphin 82 K为研究对象,分析船舶主机选型设定对EEDI所产生的影响,并将EEDI作为主机选型的指标之一,建立船舶主机选型综合评价模型,实现对船舶主机选型的科学、客观、合理评价。     

基于降低船舶能效设计指数(EEDI)值的研究

EEDI(能效设计指数)是衡量船舶在航行中CO2排放量的考核指标。依据MEPC.59提出的EEDI临时指导公式分析其内涵、意义,以及EEDI参考线的回归计算。通过分析实施新的EEDI时对船舶的影响,得出降低EEDI值的常用方法,研究结果可以为船舶设计者在进行相关船舶的EEDI计算时提供参考和指导,具有较好的实用性。     

基于EEDI的船舶主机选型研究

以船舶能效设计指数（ EEDI）为背景,上海船舶设计研究院设计的绿色船型Dolphin 82 K为研究对象,分析船舶主机选型设定对EEDI所产生的影响,并将EEDI作为主机选型的指标之一,建立船舶主机选型综合评价模型,实现对船舶主机选型的科学、客观、合理评价。     

基于EEDI Ⅲ要求的某新巴拿马型散货船主机选型

针对新巴拿马型散货船主机选型和满足船舶能效设计指数（EEDI）Ⅲ的问题,对新巴拿马型85 000 t散货船主机最小装机功率的评估方法和EEDI进行分析和计算。获取主机最小装机功率参数,对低转速主机机型进行选型,合理选择主机约定最大持续功率（Specified Maximum Continuous Rating,SMCR）和转速,降低主机功率储备和单位油耗。在仅预留适当的主机功率裕度且不配置额外的节能设施或不采用环保新能源的设计方案措施下,确保船舶满足EEDI Ⅲ的要求,为85 000 t散货船主机选型和设计提供参考。     

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。     

成品油船风帆助航结构强度有限元分析

加装风帆后船体的结构强度会发生明显变化,为更加准确地评估、校核加装风帆后船体的强度问题,选取某成品油船的货油舱段为研究对象,采用大型有限元软件ANSYS进行分析计算,参照《油船结构强度直接计算分析指南》规范进行校核,分析加帆后船体的受力特点并提出加强措施,为结构优化设计及有效控制结构重量提供可靠依据,也可为修订加装风帆船的结构强度规范提供有益的借鉴.     

新造船舶能效设计指数对主机选型影响分析

EEDI(船舶能效设计指数)是衡量船舶在航行中CO2排放量的考核指标。依据MEPC.59提出的EEDI临时指导公式分析了EEDI对主机选型的影响。以230000DWT矿砂船为例,在核算的EEDI与基线差别不大情况下,通过适当降低航速来降低主机安装功率以满足EEDI基线的要求,从而验证了该方法的的有效性。探讨了未来应对EEDI的其它方法。     

国内首艘满足内河EEDI-Ⅲ集装箱船设计

节能环保、绿色低碳是内河水运经济发展的总趋势,中国船级社相继出台了《内河绿色船舶规范》以及内河EEDI评估指南等一系列标准。论文介绍了最新开发的国内首艘满足内河第三阶段EEDI的绿色节能集装箱船EEDI设计计算过程,围绕降低EEDI,从总布置、规范适应性、油耗、EEDI及主尺度等各方面进行优化设计。采用CFD、有限元等手段来达到油耗最低、装载量最大。最终成功取得了我国首艘满足第三阶段EEDI指标要求的内河集装箱船的设计预验证证书和实船验证证书,实船整体指标令人满意。     

VLCC风帆船航态及负荷变化对推进因子的影响研究

文章针对一条VLCC风帆助推船舶开展水池快速性模型试验研究,通过开展直航、系列变漂角、系列变舵角等工况的模型阻力和变负荷自航试验,研究船舶在风帆助航工况下由于航行姿态和螺旋桨负荷变化引起推进效率的变化规律.基于系列变漂角、变舵角的试验分析结果,开展了船舶自航因子的统计回归分析,据此可开展VLCC风帆助推船在特定航行工况的节能收益评估.论文研究表明:该VLCC船舶航态及航行负荷变化对船后推进因子和推进效率影响有其规律性;本文开展的试验研究和分析方法可对此类风帆助推船舶的节能收益进行定量评估.     

基于EEDI能效指数的船舶风帆助航效能

航运业的CO_2排放量一直倍受环保组织的关注,因此降低船舶能效设计指数(Energy Efficiency Design Index,EEDI)也成为国际船舶标准研究的焦点。基于风帆气动特性及受力分析,结合风洞实验的推力系数极图,建立综合风帆推力效益模型,设计一型风帆助航方案,并对风帆在复杂风况下长时期工作的综合效能进行计算。结合台湾海峡气象数据,以一艘散货船为例,对厦门至高雄航线的船舶装帆后的经济、环保综合效益进行分析。综合计算结果表明,风帆助航船的节能效果显著,船舶能效指数显著降低。