多传感信息融合的船舶动力定位控制系统设计与仿真

为提高动力定位测量装置的准确性和精度,本文基于多传感信息融合技术进行船舶动力定位控制系统设计与仿真研究。在地球中心固定坐标系与北东地坐标系中,建立船舶动力定位系统传感测量模型,利用半实物仿真系统的试验数据,对建立的多传感信息船舶动力控制系统进行仿真分析。仿真结果表明,上述动力定位系统模型和控制系统结构能够满足船舶半实物仿真实验系统的电罗经测量数据的融合要求,且本文设计的船舶多传感信息融合方法的融合性能优于测量数据滤波后加权融合。本文研究结果可为船舶动力定位控制系统的设计与仿真提供理论指导和试验依据。     

串联式混合动力内河船舶参数匹配及控制策略研究

以某环境监测船为研究对象,根据基本参数与设计指标,在满足船舶动力性指标要求的前提下对船舶动力系统进行参数匹配,提高船舶经济性并改善排放性能。在混合动力船舶电力推进试验平台上采用切换理论控制策略进行仿真试验,结果表明,船舶在满足性能要求的前提下,燃油消耗量大幅降低,验证了动力系统参数匹配结果及控制策略的合理性和可行性。     

动力系统集成方案设计研究

根据某外贸船主推进动力系统任务书和船东要求,基于该船的设计参数,运用Ship Power、Nav Cad软件进行船舶阻力计算并进行比较,以获得船体有效功率曲线。再应用自主开发的动力模块设计平台软件,对该船的动力系统进行机桨匹配设计计算,获取主机推荐装机功率及螺旋桨最佳效率和最大航速等指标。通过设备选型,可最终确定动力系统设计方案。实践证明,该设计平台软件可方便的为船舶动力系统的集成设计提供参考和指导。     

长江1000车滚装船EEDI验证分析

针对船舶能效设计指数(EEDI)在设计阶段的初步验证和试航阶段的最终验证的差异性问题,基于1 000车长江商品汽车滚装船水池试验结果,开展EEDI初步验证,预报该船的实船航速功率性能;结合实船试航测试,开展EEDI最终验证和对比分析,基于该船的EEDI基准航速计算该船所达到的EEDI值,结果表明该船满足内河绿色船舶-1的能效要求。     

倒运海水道整治工程斗朗—川槎大桥段实船适航试验

为验证倒运海水道整治工程是否达到整治标准的通航要求,选取斗朗—川槎大桥段作为实船试验河段,采用该航段设计船型500吨级满载船作为试航船,进行实船适航试验。测量试验河段的水深地形、表面流速流向、航标配布和水位,试验船舶沿设计航线进行上下水航行,实时测量试航船舶航行轨迹、对岸航速、舵角、漂角、船舶与河岸之间的安全距离等航行指标及航行状态,并结合通航规范及标准,对整治后航道技术参数的合理性、航标配布的合理性等进行分析评价。结果表明,本试验航段的整治效果达到了整治标准的通航要求。研究成果可为类似工程提供参考。     

喷水推进船操纵性水动力导数影响的试验研究

采用数学模型进行船舶操纵性模拟是常用的方法，但喷水推进船航速高、回转时横倾大，还会出现侧滑现象，有必要开展操纵性水动力影响的研究。论文采用大振幅平面运动机构开展了高速单体喷水推进船的斜航、纯横荡和纯摇首运动的模型试验，在不同航速下对带有喷水推进的船体和裸船体进行水动力测试，分析了与上述运动相关的水动力导数。试验表明，高航速引起的船舶升沉和纵倾等运动姿态较大的变化以及喷水推进作用下船体产生的“虚尾”，使操纵性水动力导数受到很大影响。还发现该船在两个试验航速下都不具有航向稳定性，在总体设计时需要考虑初始尾倾，以消除喷水推进产生的不利影响，必要时需增加呆木或稳定鳍，用于改善航向稳定性。     

双桨推进改为单桨推进操作注意事项

<正>0引言公务船、平台守护船、救助船等在设计建造时,动力系统多为双机双桨或多机双桨推进模式,螺旋桨多为单向转动的定速变距桨,不仅能提供足够的动力输出以保证较高的航速,而且可以提高船舶的可靠性及操纵灵活性。此类船舶要么高负荷、高航速工况运行,要么低负荷、低航速工况运行,甚至后者运行时间更久。而在动力系统设计时通常考虑高负荷、高航速工况,不考虑低负荷、低航速工况,因此在巡航搜索、低速伴航、滞航守     

新型高性能海洋救助船船型与快速性试验研究

新型高性能海洋救助船主要用于海上遇难船舶的人命救生、以海上人命救生为目的的救助拖曳和消防灭火等救助作业,它要求船舶具有较高的应急救助航速。简要介绍南海救101船研发设计中,针对已定主机功率和大装载量限制条件下,为达到22kn应急救助航速,对该船进行不同主尺度、不同吃水、不同纵倾浮态、带导管螺旋桨和不带导管螺旋桨、双桨推进和三桨推进等不同船型方案的船模快速性试验研究,达到了预期的效果。     

支线集装箱船多工况综合性能优化

支线集装箱船具有航程短、运载情况复杂和航速多变等营运特点,因此对单个工况点进行船舶性能优化无法满足实际多工况营运中的综合节能降耗要求。针对该问题,以某支线集装箱船为例,从其实际营运概要出发,分别对3种线型设计、3种螺旋桨设计和3种舵叶设计进行多轮优化,并通过计算流体动力学(Computational Fluild Dynamics,CFD)分析和船模水池试验对其有效性进行对比验证。根据试验对比分析结果优选出船舶线型、螺旋桨和舵叶的优化组合,使船舶的主机平均营运功率、装箱量、服务航速和船舶能效设计指数(EnergyEfficiency Design Index, EEDI)都得到不同程度的优化,并在很大程度上提升船舶的效能,实现经济与环保的双重效益。     

基于动力分配的船舶能耗最优化算法研究

针对传统抗干扰能力差和功率消耗低的问题,提出了基于动力分配的船舶能耗最优化算法研究。确定设定船速,在混合动力推进过程中,增加整船的负荷,分析推进器螺距、推进器个数。采用电力推进,研究服务航速模式下的电机功率,设计船舶能耗最优化算法工作流程,根据设定量计算船舶控制量及动力分配,使能耗量不断趋于最优化,达到能耗最优化。由实验对比结果可知,该算法抗干扰能力和功率消耗都比传统算法要好,可为船舶低耗运行提供支持。     

浅析深水铺管船功率管理系统

以深水铺管船"海洋石油201"为对象,结合船舶采用电力推进及作业工况等情况,列举功率管理系统的数据及设计思路,说明本船的功率管理系统是满足船级社要求的,能为动力定位系统提供可靠的连续供电,讨论该船与其它常规船舶功率管理系统的区别。     

船舶平行中体加长对快速性的影响

简介一艘中等方形系数船舶加长平行中体前、后船模快速性试验研究情况,分析了平行中体加长对该类型船舶阻力、推进性能的影响。试验结果表明,在一定范围内对这类船舶加长平行中体,阻力性能改善,推进性能在一定航速范围内略有提高。对于批量设计、生产船舶是一项经济、可靠的实用方法。     

快速估算航速的方法及软件实现

研究一种快速估算航速的方法,并基于该方法开发估算软件NEPTUNE,用于船舶方案设计阶段快速预报航速,提高设计效率。阻力估算采用基于母型船的二因次法,螺旋桨设计采用基于MAU图谱的最佳直径和限制直径螺旋桨设计。通过算例对该方法及软件进行验证,航速误差小于0.2 kn,能够满足方案设计阶段航速估算的要求,具有一定的实用价值。同时,统计了71型船的模型试验数据,回归了相关补贴计算公式,并量化了螺旋桨的转速余量。     

New method for predicting full-scale power performance of pumpjet propulsion system based on statistical learning北大核心CSCD

[目的]针对“适配于螺旋桨的船尾线型+泵喷推进器”构成的船舶泵喷推进系统,提出一种基于统计学习的实船快速性预报新方法。[方法]以某大型水面船舶泵喷推进系统为对象,通过神经网络学习典型推进泵的推力系数图谱曲线,综合运用船-桨配合时的K_(T)-J曲线和船体-喷泵配合时的推力特性曲线,建立“仅需船舶阻力曲线就能实现船舶泵喷推进系统实船快速性预报”的新方法,并基于船模阻力试验、泵喷模型敞水试验及船体-泵喷自航试验的测量换算结果对实船推进性能的预报结果开展精度校验。[结果]校验结果表明:在航速18~30 kn范围内,船舶泵喷推进系统的自航转速、推力和功率的预报误差可控制在5.4%以内,其中设计航速附近的误差甚至小于2%;船体-泵喷的相互作用程度介于船-桨与船体-喷泵之间且幅值相对较小,推力减额系数为趋向于0的极小值,故船舶泵喷推进系统是介于桨轴推进系统和喷水推进系统之间的产物。[结论]该预报方法有利于提升船舶泵喷推进系统实船快速性预报的能力,可为新型舰艇泵类推进系统总体设计/研究提供参考。     

某13 m拖网渔船动力匹配设计

为满足客户某新造13 m拖网渔船自由航行最大10 kn的航速要求,文章应用CATIA软件对该船建立模型,导入NAPA软件计算正浮状态下设计吃水1. 40 m处的静水力,应用NavCad软件进行动力匹配设计。经校核,匹配方案理论最大航速为10. 03 kn,且螺旋桨满足空泡校核要求。     

考虑船体惯性的蒸汽动力船舶制动能力简易分析方法

在论述现有蒸汽动力船舶制动能力分析大多集中于动力系统本身的变工况过程、没有充分考虑船体惯性影响的基础上,通过建立船体惯性影响下的蒸汽动力船舶制动过程、对比母型船舶得到允许实施全速倒车制动的正车航速、根据部分航速下的滑行数据建立船体滑行速度与滑行时间的关系等,形成了考虑船体惯性的蒸汽动力船舶制动能力简易分析方法。该方法得到的结论偏于保守,对于蒸汽动力船舶的机动性指标论证和试验试航等,具有指导意义。     

新型科考船发电系统控制策略研究

为解决船舶轴功率测量中非接触供电、高精度扭矩采集和无线数据传输的实时性、可靠性问题,设计一套测量系统。该系统为实现非接触供电设计了一套无线感应供电装置,为实现高精度扭矩测量采用了24位高精度和低噪声AD转换芯片CS5532,为保证数据传输的实时性和可靠性采用了2.4 GHz无线数据传输技术。此外,通过扭矩校准试验来验证该系统的测量精度,试验表明该系统达到设计要求,满足船舶轴功率测量需求。     

86m平台供应船动力定位辅助管路系统设计

动力定位辅助管路系统的设计核心是在满足系统使用功能基础上,满足规范对于系统冗余的要求。以86 m平台供应船为例,讨论采用冗余分组方法进行动力定位辅助管路系统设计。经实船试航试验证明,该船系统设计完全满足规范和FMEA的要求,使用功能工作良好,完全满足该船的建造使用要求,可为今后类似船舶的设计建造提供借鉴和参考。     

基于CFD的电力推进系统机桨匹配特性研究

为分析异步电机带定距桨电力推进系统的机桨匹配特性和规律,考虑船舶运营后的污底阻力,通过建立船舶污底与粗糙度的对应关系,数值模拟分析某型电力推进船舶阻力变化规律。基于STAR-CCM+软件建立数值水池,模拟分析常规螺旋桨设计与优化螺旋桨设计下的敞水虚拟试验、阻力虚拟试验和自航虚拟试验结果,结合机桨匹配点设计对实船尺度下的航速性能进行预报。通过研究发现：在船舶设计阶段减小定距螺旋桨的螺距比,可以使得新船的螺旋桨以较轻的负荷运转,从而获得较高的航速性能,对于异步电机带定距桨电力推进船舶机桨匹配设计具有借鉴意义。     

英辉南方造船设计建造的“海琴”双体船顺利试航

<正>12月22日,英辉南方造船(广州番禺)有限公司为珠海高速客轮公司设计建造的铝合金双体高速客船——"海琴"船顺利完成试航。在试航过程中,该船试验航速达38kn,最大航速曾达40kn,远超过设计航速34kn,船舶操纵性良好,各种设备都一次通过CCS检验,各项性能均达到或超过设计要求。