【摘要】：節(jié)能減排是現(xiàn)代船舶的發(fā)展趨勢(shì),EEDI(船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù))是衡量船舶能效水平的重要指標(biāo),風(fēng)帆助航裝置可以提高船舶能效,降低主機(jī)功率,如何設(shè)計(jì)風(fēng)帆形式、優(yōu)化風(fēng)帆布局、選定合適的航線進(jìn)而提高能效是本文研究的重點(diǎn)。2013年5月,MEPC第65屆會(huì)議中《惡劣海況下船舶維持操縱性的最小主機(jī)功率臨時(shí)導(dǎo)則》(以下簡(jiǎn)稱《臨時(shí)導(dǎo)則》)作為MEPC.232(65)決議被大會(huì)組委會(huì)采納。根據(jù)規(guī)定,《臨時(shí)導(dǎo)則》將會(huì)應(yīng)用于EEDI規(guī)則實(shí)施的第一階段(Phase0),并對(duì)散貨船、油船以及兼用船有效,所以在研究過(guò)程中要考慮風(fēng)帆助航船在惡劣海況下的航向穩(wěn)定性。本文根據(jù)安全可靠、工程實(shí)用、經(jīng)濟(jì)等原則選擇76000DWT的巴拿馬散貨船作為目標(biāo)船型;結(jié)合風(fēng)帆結(jié)構(gòu)、高度、寬度和外形的相關(guān)要求,選擇固定翼型NACA0016作為目標(biāo)船舶的風(fēng)帆;從兩帆間距、來(lái)風(fēng)方向、兩帆旋轉(zhuǎn)角度的改變?nèi)齻�(gè)方面對(duì)能效優(yōu)化進(jìn)行研究,確定在兩帆間距取最大值5L(125.4m),在來(lái)風(fēng)方向?yàn)?0°,船首處風(fēng)帆旋轉(zhuǎn)角度固定為30°,船尾處風(fēng)帆旋轉(zhuǎn)角度為60°時(shí),風(fēng)帆可提供的推力最大值為110000 N,EEDI減小的百分比達(dá)到最大值13%;本文選取上海-巴拿馬航線作為目標(biāo)航線,將航線分為8個(gè)航段,結(jié)合北太平洋1月份平均風(fēng)向分布圖和具體航線,確定每個(gè)航段的航距、真實(shí)風(fēng)速和相對(duì)風(fēng)速,通過(guò)改變兩面風(fēng)帆的旋轉(zhuǎn)角度從而確定每一航段內(nèi)兩帆最佳旋轉(zhuǎn)角度和目標(biāo)船舶所減少的油耗量,最終求得總航段內(nèi)加裝風(fēng)帆助航裝置后減少的油耗量為29135.43kg。結(jié)合《臨時(shí)導(dǎo)則》,經(jīng)驗(yàn)證風(fēng)帆助航船在以服務(wù)速度航行時(shí)不滿足最小主機(jī)功率的要求,以《臨時(shí)導(dǎo)則》規(guī)定的最小航行速度航行時(shí)滿足最小主機(jī)功率的要求;進(jìn)一步探討EEDI與最小主機(jī)功率的內(nèi)在聯(lián)系,假設(shè)實(shí)船額定功率為所求的最小主機(jī)功率,由此求得的EEDI為3.149,小于折減系數(shù)第三階段下的EEDI值3.162,則說(shuō)明考慮實(shí)船最小主機(jī)功率的EEDI值滿足EEDI規(guī)范中第三階段的折減要求。
【圖文】：

圖ｌ．ｉ新愛(ài)德丸號(hào)逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｓｈｉｎ邋Ａｉｔｏｋｕ邋Ｍａｒｕ逡逑１９８５年，美國(guó)設(shè)計(jì)、法國(guó)建造了世界最大風(fēng)帆客船之一“Ｗｉｎｄｓｔａｒ”號(hào)，如圖１．２。逡逑該船裝有６個(gè)三角帆，該船在航行過(guò)程中大部分時(shí)間都把風(fēng)帆展開(kāi)，有風(fēng)時(shí)航速逡逑達(dá)Ｕ－１２ｋｎ。該風(fēng)帆助航系統(tǒng)也是由電子控制系統(tǒng)和液壓裝置控制，能控制風(fēng)帆的逡逑收起和展開(kāi)，風(fēng)帆能有較好的穩(wěn)定效果，確保一定的航向穩(wěn)定性。逡逑＿逡逑圖１．２風(fēng)之星號(hào)逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｗｉｎｄｓｔａｒ逡逑２００８年３月，德國(guó)研制的“白鯨天帆號(hào)”（ＢｅＩｕｇａ邋Ｓｋｙ邋Ｓａｉｌｓ）投入使用，，如圖１．３。逡逑該船的風(fēng)帆可采用類(lèi)似風(fēng)箏的帆提供推力，驅(qū)動(dòng)船舶航行。該帆的帆面積約為逡逑６逡逑

１６０ｍ２，由超輕合成纖維制成，最高可升至３５０ｍ高空，在風(fēng)帆提供推力最大的情逡逑況下可節(jié)省近５０％的燃料。逡逑圖１．３白鯨天帆號(hào)逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｂｅｌｕｇａ邋Ｓｋｙ邋Ｓａｉｌｓ逡逑２０１０年４月，日本郵船公布了邋ＮＹＫ２０３０超級(jí)生態(tài)概念船（Ｓｕｐｅｒ邋Ｅｃｏ邋Ｓｈｉｐ邋２０３０）逡逑的概念設(shè)計(jì)方案，如圖１．４。該船可以充分利用風(fēng)能和太陽(yáng)能，設(shè)置了邋８面可收放逡逑的金屬風(fēng)帆，總面積可高達(dá)４０００ｍ２，平均推力為２．６ＭＷ。而且，每片帆面都配置逡逑了可３６０°的旋轉(zhuǎn)的可伸縮桅桿，風(fēng)帆可以根據(jù)來(lái)風(fēng)的方向調(diào)整最佳的攻角從而獲逡逑取最大推力，當(dāng)遭遇惡劣海況的時(shí)候，風(fēng)帆可以及時(shí)收帆，確保航行穩(wěn)定。逡逑ｙｊ逡逑圖１．４ＮＹＫ２０３０超級(jí)生態(tài)概念船逡逑Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｓｕｐｅｒ邋ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ邋ｃｏｎｃｅｐｔ邋ｓｈｉｐ逡逑德國(guó)的Ｅ－ｓｈｉｐｌ號(hào)是車(chē)輛／集裝箱滾吊兼用船安裝了轉(zhuǎn)筒型風(fēng)帆，如圖１．５。該逡逑轉(zhuǎn)筒帆直徑為４．５ｍ，帆高約２８ｍ。轉(zhuǎn)筒帆的工作原理是利用圓柱體在流動(dòng)的氣流逡逑７逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U664.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊長(zhǎng)波,范志軍;船舶主機(jī)功率的測(cè)量與調(diào)整[J];天津航海;2002年03期

2 李偉強(qiáng);;正常發(fā)揮主機(jī)功率的關(guān)鍵因素分析[J];中國(guó)港灣建設(shè);2009年03期

3 張東江;;北極航運(yùn)及冰區(qū)船舶主機(jī)功率探討[J];船舶;2012年04期

4 吳丹嶺,竇尚信,張金銘;巴拿馬型船舶主機(jī)功率估算[J];船舶工程;1996年04期

5 馮偉;古純清;黃連忠;任洪瑩;;風(fēng)帆助航模式主機(jī)功率等參數(shù)的計(jì)算方法[J];航海技術(shù);2011年02期

6 吳元芝;楊傳華;林晨光;隗紅英;;設(shè)計(jì)航速下無(wú)人遙控測(cè)量船主機(jī)功率計(jì)算及選型[J];南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年02期

7 盧業(yè)森;估算主機(jī)功率BHP的基托夫法及其修正[J];廣東造船;1995年02期

8 韓久瑞;;現(xiàn)代小型風(fēng)帆助航學(xué)術(shù)交流會(huì)在我院召開(kāi)[J];武漢水運(yùn)工程學(xué)院學(xué)報(bào);1986年01期

9 韋寧;;淺談我國(guó)沿海的風(fēng)力助航[J];航海;1988年01期

10 周尚書(shū);;機(jī)場(chǎng)助航燈接地預(yù)測(cè)及應(yīng)用[J];電工技術(shù);2004年09期

相關(guān)會(huì)議論文 前2條

1 張建成;趙國(guó)興;孫鼎成;;機(jī)場(chǎng)助航燈的遠(yuǎn)程控制[A];中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)第三屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2001年

2 張淑靜;;WebGIS在海事助航服務(wù)中的應(yīng)用[A];《測(cè)繪通報(bào)》測(cè)繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇摘要集[C];2008年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前9條

1 李松華 鄒海翔;助航戰(zhàn)艦駛向深藍(lán)[N];解放軍報(bào);2014年

2 正言;讓名著為青春助航[N];海南日?qǐng)?bào);2013年

3 曲崇東邋特約通訊員 王山河;空軍依靠科技提高機(jī)場(chǎng)抗毀能力[N];解放軍報(bào);2008年

4 本報(bào)記者 呂寧 通訊員 李鵬 俞毅;從10米到1米 實(shí)現(xiàn)高精度助航[N];中國(guó)海洋報(bào);2013年

5 張德智 付利;科技助航的魅力[N];中國(guó)水運(yùn)報(bào);2005年

6 記者 解悅;“南京造”將繼續(xù)助航神八[N];南京日?qǐng)?bào);2008年

7 特約記者 劉敏　通訊員 金鋒;三峽河段年內(nèi)有望實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音自動(dòng)助航[N];中國(guó)交通報(bào);2009年

8 張雅南;總局團(tuán)委開(kāi)展青年創(chuàng)業(yè)助航計(jì)劃系列活動(dòng)[N];北大荒日?qǐng)?bào);2014年

9 本報(bào)記者 楊志英;陽(yáng)光助航[N];常德日?qǐng)?bào);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張?zhí)煲?雙帆助航船能效優(yōu)化及最小主機(jī)功率的研究[D];大連海事大學(xué);2018年

2 廖煒昊;波浪增阻對(duì)船舶主機(jī)功率的影響[D];大連海事大學(xué);2017年

3 孫飛虎;遠(yuǎn)洋營(yíng)運(yùn)船舶主機(jī)功率預(yù)測(cè)方法研究[D];大連海事大學(xué);2018年

4 馮寶輝;風(fēng)翼助航船舶推進(jìn)系統(tǒng)操縱策略研究[D];大連海事大學(xué);2014年

5 李荊晶;機(jī)場(chǎng)助航燈調(diào)光器的研究與開(kāi)發(fā)[D];華中科技大學(xué);2008年

6 蘇朝君;漁船的現(xiàn)代風(fēng)帆助航技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2011年

7 張兆陽(yáng);面向機(jī)場(chǎng)助航的LED光強(qiáng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2012年

8 楊軍;風(fēng)力助航船的風(fēng)向風(fēng)速的檢測(cè)方法研究[D];大連海事大學(xué);2013年

9 黃朝明;船舶風(fēng)帆助航的實(shí)驗(yàn)研究[D];大連海事大學(xué);2008年

10 孫成忠;機(jī)場(chǎng)LED助航燈控制系統(tǒng)的研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2617774