Benefit of speed reduction for ships in different weather conditions

Currently, the shipping industry is facing a great challenge of reducing emissions. Reducing ship speeds will reduce the emissions in the immediate future with no additional infrastructure. However, a detailed investigation is required to verify the claim that a 10% speed reduction would lead to 19% fuel savings (Faber et al., 2012).This paper investigates fuel savings due to speed reduction using detailed modeling of ship performance. Three container ships, two bulk carriers, and one tanker, representative of the shipping fleet, have been designed. Voyages have been simulated by modeling calm water resistance, wave resistance, propulsion efficiency, and engine limits. Six ships have been simulated in various weather conditions at different speeds. Potential fuel savings have been estimated for a range of speed reductions in realistic weather.It is concluded that the common assumption of cubic speed-power relation can cause a significant error in the estimation of bunker consumption. Simulations in different seasons have revealed that fuel savings due to speed reduction are highly weather dependent. Therefore, a simple way to include the effect of weather in shipping transport models has been proposed.Speed reduction can lead to an increase in the number of ships to fulfill the transport demand. Therefore, the emission reduction potential of speed reduction strategy, after accounting for the additional ships, has been studied. Surprisingly, when the speed is reduced by 30%, fuel savings vary from 2% to 45% depending on ship type, size and weather conditions. Fuel savings further reduce when the auxiliary engines are considered.     

动力锂电池与电力推进船舶发展分析

文章通过对主要类型锂离子电池技术指标和特性进行梳理,研究了锂离子电池的热管理技术、安全性、火灾消防技术等应用重点环节的技术要点,分析了锂电池在船舶动力系统中的作用及全电池动力系统和混合动力系统的技术特点,为应用锂电池的新能源船舶研发提供参考。最后介绍了目前国内外应用储能电池动力船舶的多个典型案例,简要阐述了各个案例中的船舶核心参数和主要特点,总结了当前电池动力船舶的主要应用船型、锂电池类型、应用市场及政策、规范现状,认为锂电池动力船舶的发展前景光明,但在相关政策和船舶规范研究方面尚需进一步完善。     

悬浮隧道整体冲击响应模拟方法及试验验证

为研究水下悬浮隧道管体在冲击荷载下的整体动力响应,提出对应的简化模拟方法,在有限元软件ABAQUS中结合自定义幅值（UAMP）子程序进行了冲击荷载作用下考虑流体作用的悬浮隧道整体响应分析。基于Morison方程,将流体作用分为非线性阻力和附加质量力。首先,以分段线荷载的形式表示流体阻力沿管体纵向的不均匀分布。在UAMP子程序中采用FORTRAN语言编写与管体运动速度相关的流体阻力幅值计算程序。通过在ABAQUS与UAMP子程序之间管体运动速度和流体阻力幅值的交互传递,实现了荷载大小同时随时间和空间变化的非线性流体阻力加载。其次,考虑与管体加速度相关的流体附加质量力,其幅值在ABAQUS中通过定义浸没式截面自动计算。最后,进行悬浮隧道整体模型冲击试验,采用提出的模拟方法对试验典型工况进行分析,并将计算结果与试验实测值进行对比。结果表明：提出的建模方法能较好反映悬浮隧道结构动力特性;随着冲击强度的增大,冲击点处管体最大位移和加速度增大,且峰值均出现在第1个运动周期内;采用简化模拟方法分析所得的管体位移和加速度响应与试验结果基本一致;该模拟方法的计算精度与流体阻力分段线荷载的分段长度有关,当分段长度小于管体总长的1/20时,分析结果趋于稳定。因此,基于UAMP子程序的流体作用的简化数值模拟方法能较好地用于悬浮隧道整体冲击响应分析,误差在工程允许范围内。     

船体外加电流阴极保护系统设计中问题的探讨

船体外加电流阴极保护系统国家标准(GB/T3108-1999)中关于设计电流密度的选取并由此计算船体的保护电流总量.由于船舶的结构布局等因素,往往使电极不能按理想的设计方案在船体E进行布置与安装,致使有些部位电流不足,导致部分船体得不到充分的保护.经实船实验证明,在船体设计安装外加电流阴极保护系统的同时,应在艉部等部位相应没计安装部分牺牲阳极以弥补辅助阳极电流之不足.     

智能船舶集成设计技术

针对符合CCS《智能船舶规范》入级符号的船舶设计开发,研究分析智能船舶集成设计技术的设计思想、设计要素、设计框架和关键技术,设计目标船解决方案,并讨论了未来需要突破技术方向。     

偏压连拱隧道施工方法研究

文章采川三维有限元数值模拟研究了偏压连拱隧道不同施工顺序下拱顶下沉、中墙稳定性及初期支护受力特征.研究结果表明,先开挖浅埋侧时,拱顶沉降较小,中墙在施工中的稳定安全系数较大、弯矩较小,初期支护受力较大;对于浅埋偏压连拱隧道,围岩变形及中墙在施工中的稳定性控制更为重要.所以,从有利于围岩变形、中墙稳定性控制以及中墙受力的角度出发,宜采用先开挖浅埋侧的施工方法.     

交通土建类工程造价专业工学结合人才培养模式研究

文章介绍了广西交通职业技术学院交通土建类工程造价专业工学结合人才培养模式的实践现状,分析了开展工学结合人才培养模式中出现的问题,提出了工学结合人才培养模式有效运行的措施。     

板底压浆对水泥混凝土路面板脱空处治研究

根据广西桂柳高速公路管理处日常养护调查情况,选择柳州至王灵高速公路中三段脱空比较严重路段作为试验路段,采用板底压浆方式进行处治,从原材料质量、压浆材料配合比、施工工艺以及施工质量检测等多个环节加以控制。通过板底压浆效果评定指标可以得出,压浆前、后路面板的传荷系数由68.6%增大至80.3%,脱空率由42.6%减少至13.3%,压浆效果良好,对处治板底脱空具有很好的应用。     

基于BIM的数字建造工业化平台中业务管理的多源数据集成关键技术研究

随着BIM技术的不断发展,BIM平台在施工全过程的应用逐渐丰富。集成整合平台背后全生命周期的工程数据,并将数据传递至工程建造各个环节当中进行应用,是BIM平台发挥作用的本质。如何在工程的全生命周期收集和整理工程数据库,并传递至各个工作流程中发挥作用,是开展BIM平台建设的重点。以乌鲁木齐市东进场高架道路工程为实例,重点研究BIM平台中工程数据库的建立,分析如何在项目的设计阶段和施工过程中采集工程数据,并将工程数据库应用于项目管理。     

面向车联网多点协作联合传输的安全认证与密钥更新方法

未来基于车联网的车路协同和自动驾驶场景要求车-车/车-路等网络通信在保证数据安全的前提下,具备低时延、高可靠的特性,从而保证车辆的行驶安全以及车/人的信息安全。LTE-V2X作为车联网通信方案之一,LTE的多点协作联合传输（Coordinated Multiple Points-Joint Transmission,CoMP-JT）技术不仅可以减少车辆在高速行驶过程中进行基站（Evolved Node B,eNB）切换时的通信中断,还能通过多个基站的协同传输来辅助提高网络的数据传输性能。然而当前LTE标准中的安全密钥管理方案无法满足多点协作联合传输过程中的密钥管理场景。针对该问题,提出一种可用于LTE-V2X车联网通信中多点协作传输切换的安全密钥生成与更新算法。该算法由车辆生成基站切换请求并使用随机数、共享密钥、目标基站公钥对切换请求进行加密、广播;基于密码学特性,目标基站不仅可基于私钥从密文请求中计算出共享密钥,还可以计算得到后续的会话密钥;车辆则可以基于目标基站位置信息、生成请求时的随机数计算出会话密钥,从而实现在只需要1次密钥传输的前提下,达成车辆与基站之间的密钥共享和密钥更新,并从密码学角度针对该密钥生成与更新算法进行验证分析。研究结果表明：在LTE-V2X多点协作传输时的基站切换过程中,该算法能够确保车辆与基站进行后向/前向密钥分离的安全认证以及会话密钥建立;与传统方案相比,所提方法可减少26.4%的基站切换过程中引入的通信时延,基站信道负载均仅为传统方案的1/2,并且随基站小区范围内车辆数目增加,基站的信道负载也仅线性增加,提升了该算法在LTE-V2X车联网场景中的适用性。