风力助航在船舶航行中的优化建模研究

首先介绍风力助航船舶航行优化的原理,从原理出发描述燃料最省的航行路线模型建立方法,并且通过实验仿真说明风力助航船舶航线与风向和航速有关。在此基础上通过优化准则得到最优的目标函数,实现了风力助航船舶的最优路径。     

面向风帆助航的海洋风力资源分析方法

为分析风帆助航条件下海洋风力资源对远洋船舶的辅助推力,将风场与航线数据在电子海图上叠加显示.通过设计算法,建立任意航线上风向变化与色彩变化的映射关系,以色彩的变化直观显示航迹带内的风向分布特征,利用矩阵实验室(MATLAB)对海洋风场数据进行读取和可视化,并对风速进行统计分析.研究结果表明,海上风速、风向在一定海域内保持稳定,为航行船舶风帆助航的可行性以及最优航线设计提供了理论依据和数据支持.     

中国沿海风帆助航节能的潜力

本文从船舶安装风帆后的受力分析出发，建立了风帆助航节能计算的数学模型。结合我国沿海各主要航线所经海域的全年风向风力资源统计资料，以及现代矩形层流硬帆的试验数据，编制了计算机程序，得到航线上各统计区海域每平方米风面积所能获得的功率增益，从而可以了解中国沿海风帆助航节能的潜力。本文也可作为风帆助航船初步设计时，确定风帆主尺度的依据。     

基于云计算的海洋风场对船舶航线影响模型研究

为了满足节能减排及降低运营成本的需求,本文基于云计算,研究了海洋风场对船舶航向的影响,为海洋风力助航提供指导。首先本文分析海洋风场的风力分布特性;然后构建定速航向下风力助航的能耗模型及主机定输出时海洋风场对船舶航行的推动模型;最后提出结合云计算的航线优化方法及适度绕航方法。     

海上航线风能资源的调查与分析

根据英国水文局发布的2016年海图资料,整理出2016年全球9条典型航线上不同风力、不同风向的概率数据。分析这些数据,获得各往返航线4级以上可用风天数、5级以上强风顺风天数,发现香港→新加坡的南海航线、科伦坡→新加坡的马六甲海峡孟加拉湾航线、亚丁湾→科伦坡的印度洋阿拉伯海航线、上海→香港的东海航线、毕晓普岩→努瓦迪布的北大西洋航线和横滨→洛杉矶的北太平洋航线都有较好的风能资源,特别是后3条航线的风能资源最丰富,是未来运用风帆助航技术的最佳航线。对有效助推强风的顺风天数和风能资源的有效性进行分析,提出风能资源的强度指数、综合风能资源强度指数和综合有效强度指数,用来衡量海上航线风能资源的综合强度和有效性,可作为未来风帆助航船舶航线优化的重要选择指标。     

风力助航船的风速监测技术

风力助航船作为一种新型船舶种类,可以利用海上丰富的风能资源补充自身动力系统,提高能源利用率。本文的研究重点是风力助航船的风速、风向监测技术,作为风力助航船的关键信号输入,风速和风向信息是船舶进行船帆控制的关键,因此提高海上风速、风向的监测水平十分重要。本文介绍风力助航船的风速监测原理,搭建风力助航船的风速监测平台,对平台原理和工作流程做了详细阐述。     

基于海上航线风能资源特征的船舶风帆选型

将风帆装置的气动特性、船舶航线信息和典型航区风能资源特征相结合，提出一个船舶风帆选型方法。根据风洞试验数据分别计算并归一化圆弧形翼帆、滚筒帆、涡轮帆和天帆的风力助推系数和横漂系数；考虑不同航线上风力、风向的概率数据计算出不同风帆的助推指数和横漂指数，将每年12个月的助推指数和横漂指数相加得到总助推指数和总横漂指数；以不同风帆的总助推指数较大，兼顾较小总横漂指数的优选原则，确定最佳的风帆类型。以上海—香港航线和横滨—洛杉矶西段航线为例，利用这种风帆选型方法，计算出2个航线不同风帆助航装置的综合助推指数、横漂指数和总评价指数，确定了2条航线的最佳风帆装置，为船舶风帆的选型设计提供依据。     

E-Navigation框架下船舶智能航线服务系统设计研究

文中提出一种基于多种通信方式的船舶智能航线服务系统的设计思路,通过通航环境的大数据分析为船舶提供最优航线,在此基础上实现船与船、船与岸之间的计划/实时航线交换,并依据船舶计划航线提供相应的智能导助航信息服务。     

面向海上风电工程的船舶助航系统设计与实现

为保障海上风力发电机及船舶通航安全,以海上风力发电机为实施载体,设计一种适宜于海上风电工程水域的船舶助航系统。该系统由警示灯模块、雷达应答器模块、AIS虚拟航标模块、颜色标绘模块、远程控制模块等组成。经实践应用表明,该系统可在远距离有效提醒船舶及时避让,特别是能提高夜间或能见度不良条件下船舶驾驶员识别海上风力发电机的能力,可为船舶避让预留充足的决策时间。与传统导助航设施相比,该系统能够多重融合、远近互补,具有较强的实用性和优异的警示性,可有效降低船舶碰撞海上风力发电机的概率。     

大型远洋风帆助航船舶节能效率分析

对大型远洋船舶可采用的帆型进行了对比,分析了硬帆的展弦比或拱度比的不同所带来的空气动力特性影响,介绍了风帆助航船舶的节能效果预报方法,通过气象资料对加装风帆助航装置的巴拿马级散货船在某些航线上的节能效率进行了估算.