基于调距桨推进系统的稳态特性仿真

为有力支撑船舶推进系统的优化改进,预测系统稳态特性,建立柴油机、齿轮箱、轴系、调距桨等子系统的数学模型,并在Simulink软件平台上搭建推进系统仿真模型。利用船模试验结果验证仿真模型的准确性,基于典型设计工况下的系统控制参数对稳态特性进行计算,分析了船、机、桨匹配参数对船舶动力性和经济性指标的影响。结果表明:当螺距比一定时,随着主机转速的增大,全船航速随之呈现增大趋势;当主机转速一定时,随着螺距比减小,全船航速变得越来越小;合理选取主机转速和螺旋桨螺距比时,可以实现船舶的最大航速。     

大直径低转速螺旋桨的收益及其应用

造船工作者都知道、在按最佳线设计的情况下,用大直径低转速的螺旋桨要比小直径高转速的螺旋桨达到较高的效率。大直径低转速螺旋桨在七十年代中期以后逐渐引起了人们的注意,目前已成为人们公认的重大节能措施之一、由经验公式分析大直径推进器由于至今先进的环流理论设计还没有能够找到螺旋桨效率、直径、螺距等螺旋桨要素的数     

基于遗传算法的船舶螺旋桨优化设计

船舶螺旋桨的设计主要分为理论法与图谱法,目前,图谱法设计已有成熟的计算程序与之匹配,采用遗传算法搜索进行船舶螺旋桨优化设计是一条新的思路。采用Wageningen B图谱的回归多项式,利用遗传算法的高效、并行、基于适应度函数的搜索法,进行螺旋桨优化设计,将螺旋桨直径、螺距比和盘面比作为设计变量,空泡性能作为约束条件,在保证目标转速的前提下优化船舶航速。经优化设计实例计算表明,遗传算法适用于船舶螺旋桨的优化设计。     

36000dwt多用途船动力系统集成方案设计研究

根据36000dwt多用途船主推进系统任务书和船级社要求,基于船型参数,分别运用HydroC omp软件和Ship Power软件进行船舶阻力计算及对比分析,以获取船舶阻力;基于船舶阻力,运用HydroC omp软件进行船机桨匹配初始设计,以获取主机功率及螺旋桨最佳转速;综合考虑主机功率、螺旋桨最佳转速、初始投资、油耗、质量及功率储备等因素进行主机选型分析,以确定主机型号;基于主机型号及船舶阻力,运用HydroC omp软件进行船机桨匹配终结设计,以获取螺旋桨桨径、螺旋桨平均螺距、螺旋桨盘面比及螺旋桨效率等主要参数;基于船级社规范进行轴系初步设计,以确定轴系轴径并最终完成该船方案设计研究。研究结果表明,该方案设计不仅满足设计任务书要求,还可据此确定主机型号、轴系和螺旋桨的基本参数,完成动力系统的报价,进行主机、轴系毛坯及螺旋桨等长周期零部件的订货。     

船舶推进中两种动态平衡的研究

为了明确船舶推进中功率、力等各物理量之间的平衡关系,正确使用船舶主机防止其超负荷提供相应的理论依据,文章分析了螺旋桨的推力与船舶航行阻力的动态平衡过程.推导了螺旋桨转速、船舶的航速、螺旋桨的相对进程以及螺旋桨所消耗的功率等各物理量之间的关系,即:当螺旋桨的相对进程一定时,船舶的航速与螺旋桨的转速成正比,螺旋桨消耗的功率与其转速的三次方成正比;而当螺旋桨的转速一定时,随船舶航行阻力系数的增大,船舶的航速将减小,螺旋桨消耗的功率将增大.最后,在上述理论分析的基础上,进一步讨论了螺旋桨的转速发生变化时,船舶的航行经济性问题.     

柴-燃联合动力装置稳态工作特性仿真研究

以船舶柴-燃联合动力装置为研究对象,通过仿真手段研究其稳态下的工作特性,进行基于经济性的优化匹配分析。根据模块化的建模思想以及柴-燃联合动力装置各个部件之间的热力学方程和相对运动关系,对主机、齿轮箱、离合器、轴系、螺旋桨、船体等部分进行参数化建模。按船速进行车钟档位划分,针对单柴油机、双柴油机、燃气轮机、柴燃联合4种工作模式,对动力装置进行基于经济性的优化匹配分析,计算得出每个档位下最佳的轴转速和螺旋桨螺距比,从而得到稳态下的工作特性,制定了船舶最佳运行模式,为动力装置动态特性的研究提供了依据。     

应用先进的传动装置设计改善船舶总经济性

本文阐述应用先进的传动装置设计来改善船舶在低航速时的经济性。例如远洋船舶及双螺旋桨供给船采用不同功率的柴油机并车装置,可使船舶在低速航行时主机保持在额定工况下运转,从而使船舶保持在最佳燃油消耗率航行。分别阐述了改进船用发电机组的传动方案及采用废气涡轮推动发电机组,提高其运行经济性。在螺旋桨转速变化时,采用RCF恒速系统的必要性。介绍了安装简单干净紧凑的Neat FIF系统和轴隧道传动装置的应用,可缩短机舱长度及充分利用狭窄的船尾舱,从而达到缩短船舶总长度或者增加货舱长度,而增加装货量。指出当今的传动装置设计者必须摆脱单纯的本身技术性的研究,而应对整个推进系统进行全面的研究,才能在提高船舶总经济性方面做出贡献,并成为船厂和船东的亲密伙伴。     

渔船动力装置优化配置的研究

以8154型拖网渔船为例,利用螺旋桨设计软件系统,对不同螺旋桨转速、不同主机功率以及不同作业工况下的船、机、桨参数进行了分析。显示在条件允许范围内,低转速、大直径的螺旋桨可以改善渔船的作业性能;主机不能一味追求增大功率,应选择满足设计要求的合理主机功率。     

更换定距桨实现船舶节能

修改船舶推进系统能大大改善推进效率。讨论了改变螺旋桨直径、叶数、转速和设计点对推进效率的影响，还考虑了在船体上安装导管，特别是高效导管和其他节能装置。当考虑更换螺旋桨时，文中提出了有价值的修改方案。     

重载情况下船舶及主机加速问题分析

针对目前一些船舶在恶劣海况下遇到的加速问题,以及通过转速禁区时间过长的问题,从螺旋桨匹配和主机内部设计两方面进行原因分析。围绕转速禁区功率裕度,结合相关案例,从轻螺旋桨裕度、转速禁区及MAN主机输出扭矩能力等方面入手,提出改进措施。     

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。     

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。     

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。     

〈五〉船舶螺旋桨简易设计

<正>船舶螺旋桨的简易设计对于内河中小型船舶来说,往往在实际应用上也能取得颇为满意的结果。 5.1 经验公式5.1.1 当已知主机功率和转速,估算螺旋桨的直径可用下式: D=1.106[Ps/(0.01N)~3]~(0.2)·k_D式中k_D为直径修正系数,它随螺旋桨盘面比及叶数而变,可由下表查得:     

螺旋桨基本设计与图谱应用

螺旋桨的选型是船舶建造设计中基础且非常重要的工作,分为初步选型和最终选型2个步骤。通过在工作中的实际案例介绍螺旋桨选型的具体方法,从船模试验得出的船体阻力数据建立螺旋桨的初步选型算出所需主机功率,从主机功率最终确定螺旋桨的最终选型,以最佳直径比为指标的选型方法来交互计算螺旋桨转速和直径两个变量,并最终选出最佳螺旋桨。     

机桨设计工况的最优选择

船舶航行条件经常变化,使主机和螺旋桨偏离设计的匹配工作点,从而导致机桨技术经济性能下降,在某些情况下,所谓的设计工况徒有虚名。本文分析了上述情况产生的原因,提出了解决这些问题的方法,并试图用最优化理论处理这些问题,从而将主机与螺旋桨匹配点的选择建立在最优化计算的基础上。     

船舶柴油机的振动和平衡

为了获得更好的动力性和经济性，新一代的船舶柴油机具有更大的行程缸径比，更低的转速和更高的燃烧压力。然而，由此而引起的船体振动，轴系的扭转和纵向振动问题也更加突出，它将影响船舶机械和电子设备的正常工作，甚至影响船体结构的安全。为了控制船舶柴油机引起的振动所造成的影响，需要在动力装置的设计过程的早期进行详细的计算，以获得最佳的平衡效果。     

中速柴油机的电子调速器

柴油机燃料的经济性,螺旋桨效率的最佳性以及船舶操纵性能的有效性等等,均取决于对船舶主机和螺旋桨轴转速的控制精度,而且柴油发电机网络的频率,在负载发生变化时,也取决于调速系统如何很好地保持柴油机转速的稳定.以往用的是机械液压离心式调速器,随着对调速系统要求的提高,导致了电子调速器的发展.     

船机桨匹配设计软件研究开发

为了方便、快捷的实现船机桨匹配设计工作,创建了船舶、主柴油机和螺旋桨3大数据库,基于螺旋桨图谱设计方法,利用MATLAB语言,研究开发了船机桨匹配设计软件。通过3个实例对比分析,验证此软件有很好的计算精度,适用范围广,具有一定的工程应用价值。     

120m内河邮轮线型设计与试验

运用CFD数值模拟技术和模型试验相结合的方法,优化设计豪华邮轮线型和螺旋桨,模型试验和空泡激振力试验表明,设计的船型阻力低,推进效率优良,设计桨空泡性能优良,诱导激振力非常小,使船舶的经济性和舒适性得到了保证。