本文關(guān)鍵詞：內(nèi)河船舶分段航速節(jié)能優(yōu)化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)今,CO2等溫室氣體排放問題越來越受到人們的關(guān)注,在節(jié)能減排和油價(jià)上漲的雙重壓力下,如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)成為整個(gè)航運(yùn)業(yè)面臨的重大課題,內(nèi)河航運(yùn)業(yè)概莫能外。降速航行作為一種通過降低燃油消耗實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的有效途徑,越來越受到重視,而對于船舶最佳節(jié)能航速的選擇是進(jìn)行降速節(jié)能研究的關(guān)鍵問題。 本文以內(nèi)河船舶節(jié)能作為研究對象,根據(jù)航道的水文情況對內(nèi)河船舶航行的航道進(jìn)行分段,在航期固定的情況下對整個(gè)航次內(nèi)各分段航速進(jìn)行優(yōu)化,確定降速節(jié)能的最佳分段航速,達(dá)到節(jié)能減排的效果。 首先,分析外界環(huán)境和航行特點(diǎn)對內(nèi)河船舶航行阻力的影響、柴油機(jī)特性和船機(jī)槳匹配關(guān)系,將船舶外界環(huán)境對船舶航行的影響關(guān)系反映到柴油機(jī)油耗上。 其次,選取長江干線航行的325TEU集裝箱船作為目標(biāo)船,通過目標(biāo)船柴油機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立柴油機(jī)自身油耗模型,將船、機(jī)、槳三者聯(lián)系在一起,最終確定目標(biāo)船主機(jī)油耗模型,獲得主機(jī)油耗率與船舶航速之間的明確關(guān)系。通過具體關(guān)系曲線分析可知：船舶主機(jī)每小時(shí)油耗量隨航速增加而增加,采用降速航行可以起到節(jié)能減排的效果。 再次,選取沙市到宜昌航線進(jìn)行研究,通過高斯—克呂格投影將船舶航行軌跡GPS經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換為平面直角坐標(biāo)系數(shù)據(jù),將航線進(jìn)行分段擬合并計(jì)算航行過程中彎曲半徑。根據(jù)彎曲半徑的大小,將整個(gè)航次航道進(jìn)行分段,根據(jù)各個(gè)航段內(nèi)的水流情況計(jì)算油耗與分段航速的關(guān)系,獲得整個(gè)航次內(nèi)的總的油耗量計(jì)算模型。 最后,根據(jù)航次內(nèi)總的油耗量模型建立了以航次總油耗量最低為目標(biāo)的優(yōu)化函數(shù),運(yùn)用遺傳算法進(jìn)行固定航期內(nèi)分段航速的優(yōu)化計(jì)算獲得優(yōu)化結(jié)果,通過計(jì)算四種習(xí)慣性航行策略對應(yīng)油耗量與優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行對比,結(jié)果表明：通過對固定航期內(nèi)航道分段并對分段航速進(jìn)行優(yōu)化能夠起到節(jié)能減排的效果。
【關(guān)鍵詞】：內(nèi)河船舶 油耗 分段航速 遺傳算法 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U676.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 選題背景及研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 本文研究內(nèi)容及文章結(jié)構(gòu)14-17
• 第2章 內(nèi)河船舶航行特點(diǎn)研究17-33
• 2.1 內(nèi)河船舶航行特點(diǎn)17-21
• 2.1.1 內(nèi)河航道特點(diǎn)17-19
• 2.1.2 外界環(huán)境影響因素19-21
• 2.2 內(nèi)河船舶航行阻力計(jì)算方法21-25
• 2.2.1 船舶阻力分類與估算方法21-22
• 2.2.2 內(nèi)河船舶航行阻力計(jì)算22-25
• 2.3 船舶柴油機(jī)特性25-28
• 2.4 船機(jī)槳匹配關(guān)系28-31
• 2.4.1 船—槳關(guān)系28-29
• 2.4.2 船—機(jī)—槳關(guān)系29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-33
• 第3章 內(nèi)河船舶主機(jī)油耗模型33-53
• 3.1 目標(biāo)船的選取33-34
• 3.2 目標(biāo)船船槳相關(guān)參數(shù)研究34-39
• 3.2.1 船舶航行阻力分析34-36
• 3.2.2 螺旋槳敞水特性分析36-38
• 3.2.3 船—槳相互影響系數(shù)分析38-39
• 3.3 柴油機(jī)油耗模型39-48
• 3.4 船舶主機(jī)整體油耗模型48-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第4章 航次油耗量模型53-66
• 4.1 目標(biāo)船航行軌跡研究53-60
• 4.1.1 航行軌跡坐標(biāo)變換53-56
• 4.1.2 航行軌跡分析56-60
• 4.2 航道的分段60-63
• 4.3 航次油耗量與各分段航速關(guān)系模型63-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第5章 航次油耗量模型的分段航速優(yōu)化66-74
• 5.1 分段航速節(jié)能優(yōu)化模型66-67
• 5.2 遺傳算法在函數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用67-69
• 5.2.1 遺傳算法簡介67-68
• 5.2.2 遺傳算法優(yōu)化求解的MATLAB實(shí)現(xiàn)68-69
• 5.3 基于遺傳算法的分段航速優(yōu)化求解69-73
• 5.3.1 構(gòu)造分段航速優(yōu)化遺傳算法求解形式69-72
• 5.3.2 優(yōu)化結(jié)果與分析72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 第6章 總結(jié)與展望74-77
• 6.1 本文研究工作總結(jié)74-75
• 6.2 展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文80-81
• 致謝81-82
• 作者簡介82

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：內(nèi)河船舶分段航速節(jié)能優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：406507