5万吨散货船型线优化及节能导轮设计研究

随着对船舶能耗和排放要求的不断提高,绿色船型的开发、创新型节能技术的应用日益受到航运界和造船界的广泛关注。针对一型5万吨散货船,在满足排水量、总布置要求以及减少压载水总量的条件下,采用计算流体动力学方法开展了线型优化。在最终优化线型的基础上进行了节能导轮的优选设计,提出了与船尾适配的椭圆型导轮方案,进一步提高了船舶的能效。在水池开展了快速性对比试验,试验结果表明节能导轮在设计点处具有4.3%的节能效果,且加装了节能导轮的船型方案快速性能优异,满足设计指标。     

内贸集装箱船光芒型前置导轮设计及应用验证

光芒型前置导轮是一种具有比导管半径更长的定子叶片、适用于尾部较瘦削的船舶的新型水动力节能装置。它安装在螺旋桨前方,用于改善螺旋桨入流均匀性并产生与螺旋桨旋转方向相反的预旋转流动,从而可以降低螺旋桨尾流能量损失,取得可观的节能效果。论文以一艘内贸航线的4000 TEU集装箱船为研究对象,开展了光芒型前置导轮的优化设计、CFD数值模拟、模型试验验证和实船应用验证。经船模试验验证,为目标船设计开发的光芒型前置导轮可节能4%以上,节能效果显著。这也得到了实船试航验证。     

64000 t散货船组合节能装置节能效果分析

简要介绍国内外相关船舶节能的研究与进展,分析加装前置导轮和消涡鳍组合节能装置后船舶节能原理及效果,通过64 000t散货船模型试验和实船试航数据,对比分析未加装节能装置的同系列船舶,结果显示加装节能装置后压载工况下的船舶节能效果为4%~6%。     

大型集装箱船节能导轮设计研究

采用CFD方法开展了大型集装箱船前置预旋导轮参数优选工作。首先参考节能装置母型设计了大型集装箱船的节能导轮参数,并进行了初步建模和水动力评估。随后开展了节能导轮的优选工作,主要针对导叶攻角、导管长度和扩展角三个参数进行了方案优选,对最终优选方案进行了评估,模型节能效果约为3%,并且预报实船节能效果约为4%,节能效果较好。通过流场分析可知,安装节能装置后,降低了螺旋桨引起的尾流旋转能量损失。项目研究可为大型集装箱船节能导轮设计参数选取提供参考。     

船舶水动力节能装置应用研究

随着国际社会对船舶节能减排的要求不断提高,船舶节能技术进入快速发展时期,新造船舶的能效水平大大提高,并使得在营运船舶在航运市场的竞争力被不断削弱.提高在营运船舶能效水平并降低其营运成本成为广大在营运船舶面对激烈市场竞争时的必由之路.水动力节能装置因其所具有的节能效果良好、结构简单、改造成本低等优点,成为在营运船舶节能改造时的主要选择之一.本文以某万吨级散货船为对象,根据实船性能特点开展水动力节能方案设计及实船应用,采用前置预旋导轮、高效螺旋桨及桨毂消涡鳍的综合水动力节能装置方案.经实船营运数据统计分析表明,针对该船设计开发的综合水动力节能方案的节能效果达到15％左右,具有良好的实船应用效果与示范效应.     

不同舵角下前置预旋导轮对桨舵影响的模型试验研究

前置预旋导轮(pre-shroudedvanes)是一种安装在船体尾部的桨前节能装置,用来整流和增加预旋,以提高推进效率。论文以某单桨、单舵散货船为对象,在压载吃水状态和不同的舵角δ下,开展导轮对螺旋桨和舵性能影响的自航试验研究。试验结果表明:安装导轮对舵的性能总体来说是有利的,尤其是当舵角δ 15°时可有效减小舵杆上的扭矩,而对舵侧向力影响有限,不影响操纵性;导轮对螺旋桨性能的影响是有利的。     

带前置预旋导轮的螺旋桨空泡脉动压力数值模拟研究（英文）

本文基于非定常粘性RANS方法结合Schnerr-Sauer空泡模型,建立了船后螺旋桨空泡脉动压力数值预报方法,并开展了数值方法的不确定度分析;然后采用ITTC'78自航预报规程结合CFD方法预报了带前置预旋导轮的节能效果,开展了安装节能导轮后的螺旋桨空泡脉动压力预报研究;对比分析了有无节能装置时的螺旋桨叶表面空泡形态及1阶和2阶船体脉动压力。研究表明,在本实例中安装节能装置后的1阶和2阶脉动压力分别下降了33%和20%,而桨叶表面空泡面积也有所下降。     

带前置预旋导轮的螺旋桨空泡脉动压力数值模拟研究

本文基于非定常粘性RANS方法结合Schnerr-Sauer空泡模型,建立了船后螺旋桨空泡脉动压力数值预报方法,并开展了数值方法的不确定度分析;然后采用ITTC'78自航预报规程结合CFD方法预报了带前置预旋导轮的节能效果,开展了安装节能导轮后的螺旋桨空泡脉动压力预报研究;对比分析了有无节能装置时的螺旋桨叶表面空泡形态及1阶和2阶船体脉动压力.研究表明,在本实例中安装节能装置后的1阶和2阶脉动压力分别下降了33％和20％,而桨叶表面空泡面积也有所下降.     

船舶轴带发电机应用及相关EEDI研究

为顺应当前节能减排的大趋势,轴带发电机已经广泛应用于安装二冲程低速机的远洋运输船上,本文介绍了船舶PTO型轴带发电机的工作模式、布局限制、稳定性及增加功率输出的方法,通过船舶实例详细分析计算该型轴带发电机的安装对能源效率设计指数（EEDI）的影响,结果表明,安装PTO能有效降低船舶的EEDI值,积极起到节能减排的效果。     

节能前置导管对波浪增阻和失速的影响

以8万t巴拿马型级散货船为例,分别进行了光体和带前置导管的快速性节能试验和耐波性波模型试验.试验结果表明,肥大型的散货船安装前置导管可以有效提高船舶推进效率约2％,从而达到节能的目的.前置导管在波浪中有一定的减摇作用,减小船舶在波浪中的阻力增加,减小船舶对船舶的失速差值百分比影响较大,失速差值百分比在10％以上.因此,在波浪中安装节能的前置导管对船舶的失速系数有一定的影响.     

船舶高速喷水动力推进器设计与仿真分析

随着喷水推动技术和喷水推进器制作技术的发展,越来越多船舶采用喷水式推进方式.基于An-sys仿真软件,对进水流道、叶轮和导轮、喷泵喷嘴以及船舶倒车机构进行设计原理分析和仿真研究.结果表明,进水流道、叶轮和导轮、喷泵喷嘴以及船舶倒车机构对高速喷水动力推进器性能具有显著影响,优化结构尺寸能够提高喷水推进器性能.结合不同控制...     

前置预旋导轮各部分对其性能的影响研究

前置预旋导轮良好的节能效果已经得到大量实船验证。为了研究这种节能装置各部分对其节能效果的影响,针对一型7万吨级油船,设计了前置预旋导轮方案,并将其拆分为导管和定子2种节能装置进行分析。文中利用RANS方程模拟带与不带节能装置的船模快速性试验,分析加装不同节能装置带来的影响,并进行了模型试验验证。结果表明,前置预旋导轮产生较好的节能效果主要是由于其具有的叶片产生了预旋作用,使得船后螺旋桨效率提升明显,导管在其中不扮演关键角色,基于CFD的数值方法评估这类节能装置附体的节能效果与模型试验结果基本一致。     

谈气层减阻在矿砂船上的应用前景

国际海事组织的立法和商业节能减排的双重驱动,为船舶节能减排技术带来了深度革新的契机。研究表明,大、中型油轮和散货船仅靠现有的船型优化、主机优化以及安装常规水动力节能装置等手段难以达到船舶能效设计指数（EEDI）下降30%以上的第3阶段技术指标,而气层减阻作为先前仅适用于高速船舶的技术再次迎来了突破性进展。气层减阻单项技术的应用可以实现节能10%以上,是最有发展前景的新型节能技术之一。文章针对性地研究了气层减阻技术在低速矿砂船上的应用,阐述了气层减阻技术的优势与应用前景。     

高准科氏质量流量技术用于燃油精确管控

为解决船舶燃油计量不准和低效率问题,研究船舶面临的燃油成本压力、计量误差产生原因和消耗动态管控策略;分析高准科氏质量流量计(CMF)的工作原理和特点,可独立测量燃油的在线密度、直接质量流量和温度,且不受被测燃油物理参数的影响,并具备智能化的自我校验功能;进行高准科氏质量流量计的船上安装设计、应用前景和经济效益分析。实船使用结果表明:高准科氏质量流量计精度高、稳定可靠,实现船舶燃油管控高效透明,降低了船舶营运成本,其投资回收期少于6个月,对船舶节能减排具重要意义。     

补偿导管节能效果CFD数值模拟研究

EEDI和SEEMP两项船舶能效准则,自2013年1月1日起开始生效,2015年起强制执行。EEDI指数超标的新设计船将不能通过船级社或IMO的审核,SEEMP指数超标的运营船舶将无法进入国际航运市场。船舶水动力节能附体装置,节能效果显著,成本低廉,安装方便,将会赢得船东或船厂所青睐。补偿导管,适用船型广,节能效果显著,结构简单,造价低,制造、安装方便,是一款综合性能优越的水动力节能附体装置。     

Promas推进操纵集成节能系统设计

近年来,船舶运营成本的压力以及对排放日趋严格的限制推动了船舶附体节能装置的广泛应用。分析指出市场上船舶附体节能装置的节能方式、应用局限性和存在的问题。介绍Promas推进操纵集成系统的组成以及节能原理,分析其相对于其他节能装置的明显优势---无船型限制、节能的同时降低系统的脉动压力水平及提高船舶的操纵性能、不增加船厂的安装难度。通过一些实例证明Promas系统优良的性能,可以在各类船型特别是瘦削船型上得到广泛应用。     

超大型船舶舵系液压螺母安装研究

随着液压过盈配合技术和材料工程技术的日益成熟,液压连接在大型动力设备连接方式上的应用也越来越广泛,船舶舵系液压螺母安装就是其中之一。如需缩短船坞内建造施工周期,则船舶舵系液压螺母的安装到位就尤其重要,必须采取行之有效的方法快速解决。文中研究了超大型船舶舵系液压螺母的安装及其工装,并以实船为例对其工装进行了实效验证。结果表明,使用新型液压型式的安装拆卸工装不仅能提高现场安装质量,而且还能降低事故风险。     

浅谈船舶舵浆装置的质量控制

船舶舵浆装置对于船舶航行安全的重要性,所以对于如何提高船舶舵浆装置安装和调试的质量,本文通过对船舶舵浆装置技术规范的介绍以及船舶舵浆装置容易出现的故障分析和对船舶舵浆装置进行质量控制的重点论述,使施工人员在进行舵浆装置安装时能够有所启迪。     

节能轴支架的作用原理设计方法和叶剖面优化

介绍了节能轴支架的作用机理、设计方法和叶剖面的优化。节能轴支架的作用机理与桨前固定导轮相似 ,但设计要比桨前固定导轮简化 ,并要兼顾轴支架自身的作用和要求。文中详细给出了轴支架的布置形式和在船模试验中获得的显著节能效果。试验结果证明把轴支架的两支臂设计成有约 1 0°的收缩角可增大节能轴支架的预旋作用 ,从而增大节能效果 ,使轴支架的节能效果达约 1 2 %。空泡试验和激振力测量结果表明 ,把Eppler的翼型势流设计方法设计翼型与解 N-S方程进行流场分析相结合 ,用层流型高升阻比翼型优化节能轴支架是成功的 ,能有效地降低轴支架的阻力和推迟空泡初生 ,从而有利于节能轴支架在高速船上推广应用。实船安装证明本文的设计方法是成功的     

船舶轴带发电机的应用及发展

根据航运船舶和大型船舶航行的特点,对船舶轴带发电机作为船用电站组成系统及其应用进行了分析,探讨了不同阶段的船舶轴带发电机的技术方案,分析了其经济性及节能减排效果,结合安装实例对船舶轴带发电机应用进行了评估,从船舶运营的经济性出发预测船舶轴带双馈发电机作为船用辅助电站的发展趋势。