一种新型喷水推进操纵装置

本文介绍了一种用于喷水推进船舶的新型操纵装置。它具有两种结构形式,分别适用于单泵和双泵喷水推进船。这种操纵装置既可作为控制面来控制船舶的航向,又可作为倒航机构使船倒航,还可在不改变主机运转工况下无级调节船的航速。最后介绍了此种操纵装置的模型试验结果。试验表明该装置能有效地控制船舶正倒航的航向和调节船舶的航速。     

低速作业工况船模拖带自航试验

针对多工况船舶低速作业工况下的螺旋桨设计及拖力预报问题,在船模拖带自航试验及实船拖力预报一般方法的基础上,提出拖带自航试验应采取固定航速变拖力的方式进行,以考虑不同拖力对螺旋桨负荷及推进因子的影响。以一艘拖网渔船为例,分别采用常规方法及所提出方法进行拖带自航试验及实船拖力预报并进行比较,分析拖力大小对推进因子的影响规律。结果表明,拖航工况下推进因子随船模拖力变化而变化,采用所提出拖带自航试验方法可更真实地模拟实船低速作业工况下的螺旋桨负荷,且预报实船拖力更为方便和直观。     

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。     

金枪鱼延绳钓船机电混合动力推进系统应用研究

作为一种新型推进方式,机电混合动力推进系统具有调速范围广、驱动力大、正反转易控、体积小、布局灵活、安装维修方便、振动和噪音小等优点。金枪鱼延绳钓船正常航行与作业航行时的航速不同,高航速航行时,使用柴油机推进系统;低航速钓鱼作业时,使用电力推进系统,柴电推进系统相互切换,相互联锁。经过实船测试,机电混合动力推进系统比柴油机推进省油约25%;前者可以提高金枪鱼船推进系统冗余度,提高船舶放钓、收钓作业工况下的操纵灵活性,大幅度提高船舶操纵性和综合推进效率,提高了船舶经济性与环保节能性,具有广阔的应用推广前景。     

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.     

变频电力推进驱动调距桨船舶的推进控制系统设计

采用变频电力推进驱动调距桨的推进方案可以有效解决船舶的水下噪声、航速、拖力和燃油消耗等方面的问题,尤其适用于物探船、布缆船、科考船等具有多种航行或者作业工况的船舶。文章基于变频电力推进驱动调距桨方案的技术特点,进行了推进控制系统设计,设计方案能有效地改善快速启动和加速过程容易造成主机负荷超载的问题。该设计方案采用了单一控制和联合控制2种控制模式,能够满足不同作业工况的运行需求,实现船舶操控的稳定运行,保证船舶电力系统的安全,对于配置调距桨的电力推进船舶的推进控制系统设计有一定的借鉴意义。     

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。     

不同市场环境下的班轮航线配船与航速优化

为有效提高班轮公司的经济效益,对不同市场环境下的班轮航线配船与航速优化方案进行研究。针对低迷市场环境下的单航线,建立以船队日均总成本最小为目标的单航线配船模型;针对景气市场环境下的多航线,考虑船队规模、船舶载货能力和航线运价差异,建立以所有航线日均总利润最大为目标的航线配船与航速优化模型,设计遗传算法求解模型。对某班轮公司的亚洲航线进行优化,结果表明:市场低迷时,随着油价升高,需通过增加营运船舶、减少闲置船舶及相应地降低航速来降低成本;市场景气时,该算例验证了多航线配船与航速优化模型的有效性和实用性。     

基于航次营运效益的不定期船航速优化研究

为探究不定期船的最优航速问题，对单航次、单货物的不定期船进行航速优化研究。建立2个基于航次营运效益的船舶航速优化数学模型，分别以航次净收益最大和航次日收益最大为优化目标，全面考虑航速对航次净收益、航次日收益、航次时间的影响和货主的运输服务时间要求等。基于设计的优化算法，自主开发了优化软件对模型进行求解，实现航次净收益或航次日收益最大化。研究结果表明：通过某型散货船算例分析，验证了软件给出的最优航速比航运公司提供的指导航速取得的航次净收益更大或航次日收益更大。     

双速—全功率推进系统在多工况船上的应用

<正> 拖轮、渔轮、自航式挖泥船、扫雷艇和破冰船等都属于多工况船舶,它们在众多类型的船舶中占有相当比例。由这类船舶的功能特点决定其工况是多变的,除了在进出港时需船速多变外,在主要两种作业工况——自由航行与拖曳、挖掘、顶推中船舶的推进特性也是迥然不同的。就国内目前而言这类船舶上一般都还采用“单速一定距桨”推进系统,其螺旋桨不论是普通桨还是导管桨,只能按一种工况作为设计条件,若按自航工况来设计,则在自由航行时主柴油机能在额定点运行,而转入、拖曳工况时主机只能降速运转,不能发出全功率,而扭     

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。     

柴燃联合动力装置非对称主机推进工作制的仿真研究

[目的]当舰船柴燃联合动力装置(CODOG)因作战而导致某台主机发生故障时,如何使其保持较好的推进性能,对于该推进系统的应急使用具有重要意义。[方法]在Simulink环境下采用模块化建模思想构建"船—机—桨—舵"系统的仿真模型,提出CODOG双轴非对称主机推进的应急运行模式,并对该运行模式进行仿真。[结结果]仿真结果表明:若额定工况下2台主机无法同时工作,可通过调整2部调距桨的螺距使其中一台主机在额定工况运行,另一台主机则采取部分负荷运行;若要保证高航速,应使燃气轮机产生额定功率,此时柴油机对应的调距桨的螺距应保持在最大值附近;在最高航速下可达到设计航速的84.4%,舰船的快速性要优于采用燃气轮机单轴推进模式。[结论]研究结果对CODOG动力装置的设计具有一定的参考价值。     

高速水面舰船多工况螺旋桨叶剖面优化设计

针对水面舰船的高、低航速多工况服役需求,通过增强桨叶剖面在低空泡数条件下的负荷和控制桨叶剖面在高空泡数条件下的流动分离,提出了一种螺旋桨叶剖面参数化构型。在此基础上建立了多工况叶剖面优化设计方法,使舰船螺旋桨在高、低航速下均能有效、经济航行。以DTMB 5415舰船螺旋桨为例,优化设计了一个叶剖面,并应用到桨叶设计。通过与常规NACA剖面桨在多工况下的对比模型试验获得验证,试验结果表明:对应20 kn航速时,两种剖面螺旋桨的水动力效率相差1.5%;在对应40 kn航速工况下优化剖面桨水动力效率比NACA剖面桨高6.4%,并避免了推力突降风险。     

中大型AHTS推进及电站系统的配置分析

三用工作船(Anchor Handling Tug Supply Vessel,AHTS)不仅能对钻井平台等大型结构物进行远洋拖航、起抛锚作业和供应物资,而且能在特定情况下用作紧急救援船。AHTS在不同作业工况(如拖带作业、全速航行、经济航行、动力定位作业等)下所需求的动力和用电负荷有很大区别,若在设计初期综合考虑各种作业工况,并根据各种作业工况下的负荷情况来合理配置推进及电站系统,则可在保证船舶正常作业的同时降低船舶初期投入成本和后期使用成本。结合中大型AHTS的工作特点,对2种主流的推进及电站系统配置进行深入分析,研究探讨在今后设计中如何选择和优化推进及电站系统的配置。     

浅谈500吨沿海供油船设备选型

500吨沿海供油船是2004年汕头港务集团有限公司委托我所设计，航行于广东省汕头沿海，主要用途是供海上大型船舶加油。该船为钢质、双层底、双机、双桨、艉机型，设计航速8．5节，续航力85小时。以下浅谈一下此船有关动力装置及货油系统的设计心得。     

内河多工况船机桨匹配优化设计

[目的]内河船舶在航行时存在顺水、逆水和急流等多种工况,传统的内河船舶船?机?桨匹配设计方法仅对船舶在逆水上行时进行了匹配设计,而在顺水下行工况,因船舶推进效率低、主机利用率低,造成油耗成本高、经济性较差等,因此需进行多工况内河船舶船?机?桨匹配优化设计.[方法]首先,在不同工况下对内河船舶推进系统的各参数进行设计,并...     

龙滩升船机中间渠道通航条件试验

通过对龙滩水电枢纽两级升船机中间渠道内航行条件的水工模型试验研究,结果表明:中间渠道内船舶(队)单向航行速度小于2.0 m/s时,船行波、航行阻力和船体下沉量均不大;中间渠道直线段宽为32 m时,宜采用航、停的会让方式,航速应<1.5 m/s,而船舶宜停泊在右航线上;船舶(队)转弯时的航迹带要宽,因此不应有转弯段等航速会船。     

亚泰船厂完成达飞集装箱船球鼻艏改装

5月2日,8500TEU集装箱船“达飞·维瓦尔迪”轮在舟山亚泰船厂No.2干船坞圆满完成球鼻艏改装工程,顺利出坞。整个改装过程历时七天完成。新的球鼻艏重270多吨。原先初始设计航速在25kn左右,因慢航渐成趋势,球鼻艏也应随着航速的减慢得到相应改造。缩小球鼻艏的尺寸,就能相对适应船舶慢航时的航速,有效化解     

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。     

电力推进无人船轴系冲击响应计算

针对无人船的电力推进系统建立电机-轴系动力学模型,分析电机电磁激励力对推进轴系的影响。介绍半正弦波加速度激励,研究冲击激励作用下轴系振动特性,再利用Matlab软件计算多种工况下的轴系冲击振幅,进而对无人船转速进行合理设计。结果表明,船舶在碰撞过程中,冲击能量作用在船舶的推进轴系,造成推进轴系的异常振动或损伤,撞击时船舶航速对轴系影响很大,必须合理选择轴系转速。