泵喷水推进器分析与设计改进

通过CFD仿真技术获取了某快艇原载轴流式泵喷水推进器的性能,并通过经典计算发现原载轴流式喷水推进器的额定流量与快艇阻力特性不匹配,且其扬程远远低于期望值。新的泵喷水推进器主要从两个方面进行了改进：一是通过调整喷嘴出口口径使泵喷水推进器在最优效率点运行时正好符合快艇的阻力特性;二是提高泵喷水推进器的扬程使其满足能量平衡的需求。根据确定的参数设计了新的斜流式泵喷水推进器。通过CFD仿真表明斜流式泵喷水推进器达到了设计指标。试水试验表明配备新的泵喷水推进器后快艇达到了期望的要求。     

船舶喷水推进器进水流道效率的数值计算

根据第21届、23届及24届ITTC关于喷水推进器能量公式的不同定义分别推导了进水流道效率的3种计算公式。在保持总流量不变的条件下,用满足最小偏差量的半椭圆来拟合进流面的形状,以CFD为工具对进水流道效率进行数值计算。对比分析7个不同进流面位置的计算结果,证明了进流面选在进口前1倍叶轮直径处是实用而合理的。研究结果表明,包含动能、压能、势能的进水流道效率公式最为合理,包含动能和压能的公式在CFD计算时可以作为流道效率的简化公式;重力对流道效率的计算值没有影响;由简化公式得到的计算方法可以大大减少计算量。     

基于有限元的舰船推进轴系合理校中计算方法

推进轴系的合理校中直接关系到舰船推进系统运行和舰船航行的安全性与可靠性,因此,其计算方法的合理性和准确性是推进系统研究的重要内容之一。基于有限元分析,建立了舰船推进轴系合理校中计算模型,并计入了螺旋桨水动力、齿轮动态啮合力、轴承刚度、轴承变位、轴段剪切变形以及运行温度等因素对推进轴系校中的影响。以某型舰船的推进轴系为研究对象,采用所提出的方法进行了推进轴系冷态、热态以及安装状态的合理校中计算分析,并与Kamewa公司采用Shaft Analysis AB软件的计算结果进行了比对,平均计算偏差小于1.54%。     

新一代航母电力推进系统技术展望

使用燃气轮机、柴油等常规动力的新型航母综合全电力推进系统是一个柔性的电力配电和先进的推进系统。其平台优势体现于缩短航母建造周期,降低整个生命周期费用,满足现代高能电子武器装备和飞机电磁弹射系统等甲板设备对电力质量和功率水平的要求,极大地提升了航母使命效率,减少了有害辐射等。全综合电力推进系统是一个全新的开放型系统,易于未来新技术、新设备“无缝”接入。     

21世纪常规潜艇动力发展方向--柴电与小堆核电组合动力推进

本文根据现代战争与潜艇使命,提出了对21世纪常规潜艇的要求。通过分析核潜艇和常规潜艇的优缺点,提出21世纪常规潜艇动力发展方向:柴电与小堆核电组合动力推进。接着介绍了可用于柴电与小堆核电组合动力推进系统的几种堆型,最后通过分析确定:潜艇装备柴电与小堆核电组合动力推进系统是21世纪常规潜艇动力发展方向。     

电力推进科考船能效评估方法探索研究

以电力推进科考船为研究对象,分析了船舶能效管理计划(SEEMP)和智能船舶规范中货运船能效评估指标,结合科考船的实际情况,提出了适合电力推进科考船的能效评估指标,并通过实船能效计算验证指标的有效性,对电力推进科考船的能效评估进行了探索性研究,为后续研究提供参考。     

Operational profiles of ships in Norwegian waters: An activity-based approach to assess the benefits of hybrid and electric propulsion

Various regulations are imposed on shipping to increase energy efficiency and reduce environmental impacts. Alternative fuels and power systems are among the solutions for compliance with these regulations. The power system of a ship may not operate optimally because of the diversity of the operational profile during its lifetime. This article uses an activity-based approach and big data from the Automatic Identification System (AIS) to study the operational profiles of eight ship types operating in Norwegian waters around mainland Norway in 2016. The aim is to identify ship types that can benefit from electric and hybrid propulsion through analysis of their operational profiles. Close to shore, the operational profiles of various ship types are similar, and all ships spend a great proportion of their time with lower loads. As the distance from shore increases, the operational profiles of various ship types follow distinct trends. Among the considered ship types, reefers spend more operational time close to the diesel engine design condition. On the other hand, offshore and passenger ships show the most dynamic operational profiles and spend a large percentage of their operational time with a partial load, away from diesel engine design conditions. Such ships can benefit from hybridisation, diesel-electric propulsion, and other electric concepts, such as batteries and fuel cells. Another option is to downsize diesel engines for better operation while fuel cells and batteries supply peak and partial loads. Operational profiles are plotted and details of the approach are presented in the article.     

基于灰色马尔科夫过程的船舶推进轴系可靠性分析

为了对船舶推进轴系进行可靠性评估,提出了基于灰色马尔科夫过程的船舶推进轴系可靠性评估模型。该方法将船舶推进轴系分为若干个子系统,根据各个子系统在不同状态下的统计数据,将马尔科夫过程与灰色系统理论相结合,建立了船舶推进轴系可靠性评估模型。通过对实际船舶推进轴系可靠性指标的计算和对比,验证了该模型的正确性,从而为制定船舶推进轴系的维修策略提供了理论支持。     

船舶动力定位中的控制分配技术研究现状与展望

介绍了目前国内外关于船舶动力定位技术中,控制分配算法研究的进展情况。根据分配模型的特点,分为线性控制分配和非线性控制分配两大类。其中线性分配算法包括解线性方程组、伪逆法、约束线性优化法和误差最优的线性二次规划法,非线性分配算法包括序列二次规划法、动态寻优法和智能分配算法。文中简要介绍和分析以上各种方法的优缺点并进行比较,最后对船舶控制分配的一些关键性问题进行总结。     

基于Canopen协议的VACON变频器的应用

本文介绍了基于CANOPEN协议的VACON变频器的应用。采用在船舶电力推进领域应用广泛的现场总线CAN协议,应用层采用CANOPEN协议对VACON变频器进行监测与控制,在船舶电力推进系统中具有成本低廉、开发方便及实用等优点。