基于振荡水翼波浪能回收的船舶节能推进研究

文章提出了在船体两侧用螺旋弹簧连接振荡水翼进行波浪能回收以实现船舶节能推进的设想。基于势流理论求解了顶浪情况下振荡水翼与船体的频域耦合水动力模型。采用吴耀祖推导出的二维水动力模型来预报水下振荡水翼在波浪中产生的推力、升力和转动力矩;同时用耦合的垂荡和纵摇模型来预报船舶的运动响应。两个模型均是在频域中进行建立,之间的耦合影响根据螺旋弹簧的力学特性加以模拟。以一艘集装箱船为例,对该方案的效果进行了研究。结果表明：当船舶的垂向运动较大时,振荡水翼能有效回收波浪能从而产生推进力;并且,水翼会对船舶的耐波特性产生影响。对水翼相对船体的纵向位置和螺旋弹簧刚度系数两个参数进行了研究,发现水翼连接位置应尽可能远离船中;而更高的刚度系数更有利于水翼产生大的推进力。由此总结出了一些提升系统性能的设计建议以供参考,并为开展水池试验打下基础。     

新型震荡水翼应用于实船的推进性能研究

以NACA0015标准机翼为原型,在机翼前缘增加等间距的突起,并将其与随自由液面作升沉运动的浮子用铰链连接,设计出新型震荡水翼辅助推进装置。把新型装置安装于大型集装箱船(KCS)船首两侧,探索改善船舶推进性能的新形式。首先建立三维数值波浪水池,运用直接输入法进行数值造波,然后综合运用滑移网格技术与重叠网格技术模拟KCS加装新型震荡水翼辅助推进装置前后在规则波中的航行状态。最后将得到的数据进行对比分析,探究新型震荡水翼应用于大型集装箱船的辅助推进性能。     

水翼辅助推进船舶波浪中运动和增阻特性研究

基于在船首两侧增添（固定）水翼的水翼辅助推进船舶的设想,选取集装箱船型作为研究对象,采用三维面元法对原型和水翼船在规则波中的运动和增阻响应进行了预报,并与试验结果进行比较,验证了计算结果的准确性。研究结果表明水翼能够有效地减小船舶在波浪中的纵摇、垂荡和增阻响应,其中添加水翼船在波浪中的纵摇和垂荡响应峰值分别减少了21%和24%,而增阻响应则减小了80%。此外还对水翼展弦比和安装位置对船舶在波浪中的运动和增阻响应的影响进行了研究。     

船舶行业余热利用技术研究

本文对船舶行业余热资源的回收技术进行了较为详细的分析总结。首先简要分析介绍了船舶主机余热回收技术,其次对船舶制造企业余热利用现状进行了分析,并以船厂空压站为例,提出一套空压机余热综合利用方案,并进行了经济性分析。分析结果表明,船舶企业空压站具有较大的余热回收潜力,这部分余热如能得到充分利用,将会取得较好的节能效果及经济效益。     

水翼对高速双体船纵向减摇性能影响研究

基于水翼在高速双体船上的广泛应用,运用Fluent软件,通过在水翼的攻角、尺寸、安装方式方面进行选型设计,研究水翼与高速双体船之间的相互影响,并且基于静特征数的附体减摇能力分析方法,研究静水中水翼对高速双体船的纵向减摇性能。计算分析结果表明,水翼对高速双体船的纵向运动能起到一定的辅助作用,可以减缓船体的纵摇与升沉。     

基于多种组合算法的船附体结构设计优化

为了减少船舶的阻力,提升船舶快速性和耐波性,本文将添加球鼻首的DDG1000驱逐舰作为原始船型,研究增加尾压浪板、鳍和水翼对船体性能的影响.首先,将原始模型添加尾压浪板,并且caeses软件平台下进行全参建模,基于组合优化算法策略进行优化.设置2套组合优化方案,经对比发现,sobol算法和NSGA-Ⅱ组合优化方案得到的模型更为优越.添加尾压浪板优化后的模型,在2.02 m/s和1.77 m/s航速下,优化后模型阻力都减少2.5％,证明尾压浪板有减阻特性.将添加尾压浪板优化后的船体后作为初始模型,添加鳍和水翼,并基于组合算法策略,进行多维参数优化.经数值计算,发现鳍和水翼并不能起到减阻效果,但是在一定航速下,鳍与水翼可以抑制兴波,进而减少剩余阻力.最终,在规则波条件下,进行数值模拟,发现安装尾压浪板、鳍与水翼附体后,波浪增阻增大,当λ/L超过0.9时,波浪增阻小于优化后,安装附体后船体,升沉与纵摇以及耐波性均得到不同程度的改善.     

船舶行业的余热利用技术

对船舶行业余热资源的回收技术进行了较为详细的分析总结。首先简要分析介绍了船舶主机余热回收技术,其次对船舶制造企业余热利用现状进行了分析,并以船厂空压站为例,提出一套空压机余热综合利用方案,并进行了经济性分析。分析结果表明,船舶企业空压站具有较大的余热回收潜力,这部分余热如能得到充分利用,将会取得较好的节能效果及经济效益。     

船舶节能环保技术综述

根据船舶节能环保要求,通过采用新技术实现船舶工业低消耗、低污染、低排放,促进我国经济和社会的持续发展。本文从余热回收技术、节能泵技术、节能空调技术、新能源应用技术4个领域出发,探讨其对于船舶低碳环保的指导意义。     

最新船舶节能设备概览

节能设备的研发一直是航运业的热点之一,特别是面对历史罕见的市场低迷和油价高企局面,船舶节能设备不仅可以降低船舶能耗,节省燃料费用,还可减少环境污染,获得经济和环保双赢。总体来看,目前常见的节能设备根据节能效果和方式不同大致可以归纳为三大类,减少船舶阻力型、提高推进效率型和改善废热回收型。     

船舶电力推进综合系统研究

分析了电力推进系统应用于船舶的优缺点。通过先进的变频技术,设计了综合船舶推进系统。该系统可以满足多种情况下的航行要求,所有推进装置及辅助设备都可以分开控制。利用直流升压技术将电池组接入系统,使得船舶航行更加经济节能。