船舶能效狀態(tài)評(píng)估的方法研究對(duì)提高船舶營(yíng)運(yùn)經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。船舶能耗模型的優(yōu)化有利于提高船舶能效評(píng)估的準(zhǔn)確度,為提高能耗模型的精度,本文從航行工況判斷、關(guān)系曲線(xiàn)擬合和差分進(jìn)化算法等方面對(duì)能耗模型進(jìn)行改進(jìn),研究了基于改進(jìn)能耗模型的船舶能效優(yōu)化方法,獲得了精度較高的油耗預(yù)測(cè)結(jié)果,為后續(xù)的能效評(píng)估方法提供理論基礎(chǔ),評(píng)估結(jié)果可為航行值班人員的能效管理提供輔助決策建議。首先,以某30萬(wàn)噸礦砂船的船舶運(yùn)行記錄作為研究基礎(chǔ),構(gòu)建航行狀態(tài)識(shí)別模型,提取定速航行狀態(tài)的數(shù)據(jù),結(jié)合主成分分析及K-means聚類(lèi)法對(duì)海況環(huán)境進(jìn)行航行工況劃分,為后續(xù)分段能耗模型的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。其次,考慮到傳統(tǒng)能耗模型不能及時(shí)調(diào)整模型參數(shù)來(lái)適應(yīng)船舶當(dāng)前狀態(tài)的問(wèn)題,基于上述分段航行工況,采用理論與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式對(duì)能耗模型進(jìn)行改進(jìn),并利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,針對(duì)模型中的不確定變量:如摩擦阻力系數(shù)、推力減額系數(shù)、附體阻力系數(shù)以及伴流系數(shù),對(duì)這些系數(shù)采用差分進(jìn)化算法進(jìn)行全局尋優(yōu),以此來(lái)提高能耗模型的精度。最后,根據(jù)改進(jìn)的能耗模型,建立了多約束條件下的分段評(píng)估營(yíng)運(yùn)決策模型,提出各分航段的最佳航速優(yōu)化措施,從而降低船舶航次能耗,有效提高... 

【文章來(lái)源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１螺旋槳推進(jìn)特性曲線(xiàn)??Ｆｉｇ．?２．１?Ｐｒｏｐｅｌｌｅｒ?ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ?ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ?ｃｕｒｖｅ??

行環(huán)境對(duì)船舶阻力的影響??（１）靜水阻力??在計(jì)算船舶阻力時(shí)，占比最大的為靜水阻力，靜水阻力為三種阻力之和，靜水阻力??等于摩擦阻力、剩余阻力、附體阻力之和。船舶的靜水阻力尺。計(jì)算公式可以表示為：??尺《?＝去（１?＋?Ｃａｐ）（Ｃｆ?＋?Ｃｒ?〇以?（２．１）??式２．１中，＆為靜水阻力；Ｃａｐ為附體阻力系數(shù)；為摩擦阻力系數(shù)，無(wú)單位；Ｃ；??為剩余阻力系數(shù)；為摩擦阻力增量系數(shù)，無(wú)單位；為船舶的濕表面積，ｍ２；?ｐ為??海水密度，蚣／ｗ３；匕為船舶的航速，ｋｎ。靜水阻力計(jì)算結(jié)果如圖２．２所示。??ｉ６ｐ＊?，?，?，?，?１?，?ｎ??１４?－??１３?－?Ｉ?｜?ｊ??？５１?Ｉ?Ｉ?１?Ｉ???ｉ?Ｌ－?ｕ??１０００?２０００?３０００?４０００?５０００?６０００?７０００??骯行釣擔(dān)樣本序號(hào)??圖２．?２靜水阻力計(jì)算結(jié)果??Ｆｉｇ．?２．２?Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ??（２）空氣阻力??－１１?－??

航行中，水線(xiàn)以上部分和甲板機(jī)械等大型設(shè)備會(huì)受到空氣對(duì)船舶造成的阻力??影響，一般來(lái)說(shuō)也包括摩擦阻力和粘壓阻力兩部分，但是空氣的密度和粘性系數(shù)都比水??要小，所以在實(shí)際計(jì)算中只考慮粘壓阻力的部分，具體計(jì)算公式如式（２．２）：??Ｋ?＝＼ｃａＰａＡ＾?（２．２）??式（２．２）中，Ｒａ為空氣阻力；Ａ，為空氣中的質(zhì)量密度；Ｃａ為空氣阻力系數(shù)，取０．０８；??Ａｔ為船舶橫剖面投影面積，水面以上部分的俯視圖；匕為船舶與空氣的相對(duì)速度，相??對(duì)風(fēng)速的結(jié)果來(lái)自能效在線(xiàn)系統(tǒng)中提齲空氣阻力計(jì)算結(jié)果如圖２．３所示。??＂１０＊??１４１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１￣??；＿滅１！??０?１ＣＥ３０?２０Ｇ０?３０００?４０００?５０００?６０００?７０００??航行戣捤樣本序號(hào)??圖２．?３空氣阻力計(jì)算結(jié)果??Ｆｉｇ．?２．３?Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ａｉｒ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ??（３）波浪增阻??船舶在航行中由于橫搖和縱堯上升、下降等運(yùn)動(dòng)和船體遇到波浪后產(chǎn)生的反射水??波兩種因波浪的作用而引起的波浪增阻。??目前普遍采用１ＳＯ１５０１６航速修正方法計(jì)算波浪增阻，可由式（２．３）表示：??Ｒ＾＝２＼［Ｇ｛ａ－ｘ）?Ｊ（；５（／）＾＾ｄ／?ｄａ?（２．３）??式（２．３）中，Ｇ為入射波的方向分布；ａ為入射波初始方向；ｊ為波浪入射角；??為入射波頻率分布，為規(guī)則波中增阻相應(yīng)函數(shù)；“為特征波高。??Ｓ?Ａ??當(dāng)特征波高處于１．５？２?ｍ區(qū)間內(nèi)時(shí)，可由Ｋｒｅｉｔｎｅｒ公式計(jì)算：??＾ｗ＝〇－６４＾２Ｂ：Ｃｂｐｇ／Ｌ?（２．４）??－１２?－?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]基于主機(jī)油耗模型的船體阻力變化研究[D]. 路通.大連海事大學(xué) 2018
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[7]國(guó)內(nèi)航運(yùn)企業(yè)VLCC船隊(duì)發(fā)展研究[D]. 姜方榮.上海交通大學(xué) 2015
[8]船舶主機(jī)降功率節(jié)能減排技術(shù)的優(yōu)化研究[D]. 王強(qiáng).大連海事大學(xué) 2013
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本文編號(hào)：3025782