吊舱式电力推进船舶螺旋桨匹配设计仿真研究

在国内,吊舱推进器的设计还处于理论起步阶段,尤其是吊舱推进器螺旋桨,其设计方法尚未成熟,而螺旋桨的设计对于整个推进系统推进性能的影响又尤为关键,关系到船—机—桨匹配的综合推进性能。为此,采用常规螺旋桨敞水特性图谱等效设计POD螺旋桨参数的方法对吊舱推进器螺旋桨进行设计,分析吊舱式推进船舶船—机—桨的匹配性能。为了提高设计效率及优化推进系统的推进性能,针对吊舱式电力推进船舶,采用常规螺旋桨等效设计方法设计POD螺旋桨参数,同时基于LabVIEW图形化编程语言开发船—机—桨匹配数值分析软件以对设计参数进行静态匹配计算,并与母船的推进效率进行对比,选取最优化的螺旋桨参数作为POD螺旋桨参数,以优化推进效率。研究结果表明：采用常规螺旋桨等效设计方法设计POD螺旋桨参数的方案,同时结合开发的船—机—桨匹配数值仿真分析平台,可以方便、快捷地对吊舱式推进船舶进行船—机—桨匹配分析计算比较,提高推进性能。     

船舶主推进系统机桨匹配设计工况的优化选择

将航行工况和机桨匹配同时考虑 ,建立了船舶主推进系统机桨匹配设计工况的优化选择模型 ,分析了其不同的应用情况 ,并应用于实船修理中 ,取得了明显的效益。     

基于遗传算法的船舶推进系统船、机、桨匹配云平台设计

随着海上运输业的蓬勃发展,船舶的航行速度、吨位和功率不断增长,船机桨匹配越来越受到造船业的重视。船机桨之间的完美匹配有利于提高推进系统的功率和航行速度,降低船舶油耗,增加航行时间。本文在分析船舶航行过程中船体阻力特性和螺旋桨推进特性的基础上,设计船机桨匹配设计方案,建立合适的目标函数,并利用遗传算法进行船机桨参数优化计算。实验结果表明,遗传算法计算精度高,收敛速度快。     

珠江闽江船舶航速预报算法开发及实船验证

根据内河船模试验数据对船舶有效功率估算方法艾尔法进行修正,应用图谱回归公式计算螺旋桨推进功率,考虑船机桨匹配进行珠江、闽江船舶航速预报,通过实船试验对航速预报结果进行验证,结果表明,预报结果符合工程精度,具有良好的实用性,可用于珠江、闽江现有船舶标准化认定工作。     

船机桨工况匹配与船舶节能

介绍了船机桨之间的相互制约及其工况匹配,从而证实了船机桨工况最优匹配与船舶节约燃料的密切关系。     

混合推进船舶"船-泵+桨-机"匹配方法研究

为提高混合推进船舶推进系统的性能,分析了"船-泵+桨-机"的匹配方法.介绍了"船-桨-机"与"船-泵-机"的匹配方法、思路与步骤,着重研究"船-泵+桨-机"匹配中的泵、桨负载分配对推进性能的影响.以调距桨特性曲线与喷水推进推力曲线进行混合推进舰船的快速性计算,螺旋桨重载降低推进效率,喷水推进重载容易产生空化.为避免喷水推进泵产生空化,调距桨的螺距、转速可调范围变窄.     

基于柴-柴联合推进系统的动态特性仿真

以理清船、机、桨参数匹配对船舶推进系统动态特性的影响为目标,为后期系统优化改进提供理论依据,建立了柴油机、齿轮箱、轴系、调距桨等子系统的数学模型,利用Simulink核心组件搭建了推进系统网络层级构架并进行了模拟计算,分析了冷、热机工况下推进系统的动态加、减速特性并进行了仿真优化。结果表明,推进系统在热机减速、冷机加速、冷机减速工况下航速变化平稳,主机运行状况理想。在热机加速工况下,由于加速度达到最大时存在转速振荡调整,易导致主机出现超负荷现象。通过合理地匹配加速过程调节时间可以避免此问题,优化推进系统的动态性能。     

船、机、桨动力耦合可视化系统设计与实现

为了实现船、机、桨之间匹配关系的可视化及实现MATLAB在船舶动力系统计算中的应用,基于船、机、桨动力匹配关系,利用向量计算方法在Simulink平台设计了一套船、机、桨瞬态仿真系统,并在MATLAB GUI中设计了可视化仿真控制台.系统中,基于S函数对Simulink模块进行了二次开发,增强了数值关系的表现效果.仿真系统正确地预测了船、机、桨匹配中各个参数的变化趋势,并且可有效地帮助轮机管理人员理解船、机、桨之间的复杂耦合关系.     

从节能角度探讨船、机、桨匹配问题

在设计螺旋桨时，选择不同的工况点直接影响船舶的经济性及可靠性，本文从节能的角度探讨船、机、桨匹配问题，以使船东能获得较大经济效益。     

某海工船电力推进系统机桨匹配仿真研究

电力推进系统在船舶的应用越来越广泛,电力推进系统可适应工况复杂、综合电站的工况需求,比较适合海洋工程船使用,目前海工船采用电力推进系统的方式也成为主流.某海工船采用电力推进系统进行船舶推进,其推进系统启动到加速时间偏长,而修改电机转速上升时间的时间越短,推进短时所需要的功率越大,导致电机短时承受的转矩越大.本文介绍了该船电力推进系统,建立了该船舶的船机桨的模型,通过仿真,分析了启动过程中船机桨的匹配性以及电力推进系统与操纵相关的参数的合理性.     

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。     

江苏内河集装箱船标准船型设计分析

为提升江苏内河集装箱运输船舶标准化水平,实现船型与船闸、航道等通航基础设施发展相匹配,通过梳理内河标准船型主尺度标准和通航管理规定的修订情况,结合京杭运河江苏段集装箱营运船舶的调研,在船舶主尺度、舱室布置、船体结构和新能源动力的应用等方面分析江苏内河集装箱船标准船型的设计要点,完成48 TEU、64 TEU和96 TEU标准集装箱船设计。虽然受限于内河航运关注船舶成本的现状,标准集装箱船的设计更多采用传统基础船型设计思路,但研发运用先进技术、满足内河EEDI的绿色节能型船舶是标准船型的重要发展方向。     

Visual analysis semantic label method based on navigation logic division北大核心CSCD

[目的]旨在探索处理内河实船数据、提高其可理解性和辅助研究识别船舶行为的新方法。[方法]通过构建航行逻辑层级和划分时序数据获得船舶行为的语义标签,设计航行逻辑可视化分析系统,将船舶航行状态与数据可视化相结合,辅助分析数据及研究船舶行为特征。最后,依托数字航道,选择船舶行为复杂的内河航道工作船的数据进行实例检验,利用所提系统分析异常数据并研究船舶行为。[结果]通过航行逻辑的交互可视化,可有效确定无规律的位置跳动异常数据产生的原因及特点,帮助进行异常数据处理,并经过定性分析特征和定量分析阈值,划分出了靠泊与直航状态数据,进一步丰富了船舶行为语义标签。[结论]结合船舶行为语义标签设计的可视化分析系统,通过人机自由交互,提高了数据的可理解性,可辅助异常数据分析处理及船舶行为研究,为数据分析人员提供研究工具。     

内河电力推进船功能区振动响应分析

船舶总是会因其动力源、推进器、波浪以及其他外部激励的作用而产生振动,甚至有害振动。文章通过有限元方法对某电力推进内河船不同功能区结构进行螺旋桨和主机激励作用下的振动响应计算,对比螺旋桨和主机激励作用下不同功能区的振动响应,并判断振动产生的速度及加速度幅值是否符合CCS相关规定的要求。结果表明,在螺旋桨激励作用下,不同功能区振动响应远大于主机激励作用下的振动响应,电力推进装置所产生激振力对电力推进船舶的振动几乎没有影响。由此,对电力推进系统助推的船舶振动计算分析及该类船的设计提供一定的参考。     

吊舱式推进系统在实船上的集成应用和接口分析

对吊舱式推进系统在智能型无人系统母船上的集成应用和接口进行分析,对智能航行与远程控制系统的集成和智能航行与吊舱式推进系统的接口进行分析。阐述智能型无人系统母船的人工驾驶、智能航行和远程控制等操作模式及其控制逻辑,为类似智能船舶的设计与建造提供借鉴与参考。     

考虑船位预测不确定性的船舶碰撞危险度计算方法

[目的]船舶碰撞是威胁智能船舶航行安全的主要因素。船舶碰撞危险度计算模型应及时发现船舶航行中潜在的碰撞风险,为智能船舶的自主避让决策提供依据。[方法]首先,根据船舶领域侵入程度与侵入时间等参数,分析基于领域的碰撞危险参数计算模型,将航行场景划分为单船会遇局面和本船与船舶群组的会遇局面,给出一种新的多船会遇情况下的碰撞危险参数计算模型;其次,基于维纳过程对船位预测不确定性进行建模,根据卡方分布获取船位预测不确定性椭圆;最后,给出考虑船位预测不确定性的碰撞危险参数计算方法。[结果]该计算模型能够考虑船位预测不确定性对船舶碰撞危险的影响。[结论]可以进一步保障智能船舶的海上航行安全。     

电力推进在船舶上的应用及系统设计研究

简要地回顾了电力推进在船舶上应用的发展历程,并与常规柴油机机械推进进行对比.概括介绍电力推进在各类船舶上的应用情况,并从系统设计角度提出船舶电力推进系统在一般设计时需要考虑或关注的主要事项,包括电力推进器的配置、电力推进方式的选择、电站、电制及功率管理、谐波控制、电力推进系统的操纵和有关系统的接口等方面.     

风翼-柴油机混合动力船主机降速模式

为了探索风翼-柴油机混合动力船主机降速航行模式,分析了风翼船机桨的能量传递,以及风翼助航对船舶阻力和主机的影响.分别研究了定速航行和定功率航行两种主机降速航行模式的特点.通过对比得出定速航行更适合于风翼-柴油机混合动力船舶,为风翼-柴油机混合动力船舶的推广应用提供了理论依据.     

智能新能源船舶的概念及关键技术

绿色和智能是当前船舶技术的发展趋势。文章首先提出了智能新能源船舶的概念,并介绍了智能新能源船舶的内涵、特点和系统构成;然后,从船舶航行、动力和推进3个方面分析了智能新能源船舶的关键技术;最后,对智能新能源船舶的未来发展进行展望。研究结果可为船舶的创新研究提供技术支持,引领船舶技术转型升级的发展方向。     

一种船舶电力滤波器的仿真研究

在小型船舶电力推进系统中,变频驱动产生了严重的谐波污染,导致电力系统的容量大大增加,恶化电网电能质量,甚至影响了船舶安全运行.针对电力推进船舶电网存在的谐波污染问题,设计了电力滤波器的拓扑结构,制定其控制策略,分析该滤波器的工作原理,并进行计算机仿真,验证了该滤波器的有效性.