本文關(guān)鍵詞：風帆助航遠洋船的翼帆性能及其機槳配合研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：風力發(fā)電等的應(yīng)用如火如荼，風能運用于小型船舶作為輔助動力裝置的技術(shù)也較為成熟，但在大型遠洋商業(yè)船舶上運用風帆助航技術(shù)則相對較少。而大型遠洋船隊是世界航運的一大組成部分，也貢獻了主要的航運燃油消耗量，故非常有必要對風帆在大型遠洋船舶上的利用進行研究。本文對現(xiàn)有風帆助航船舶和現(xiàn)有帆翼類型、空氣動力特性的進行了系統(tǒng)研究，并運用CFD軟件完成了設(shè)計翼帆的空氣動力特性的數(shù)值計算，在此基礎(chǔ)上選定目標船并對其機槳帆的匹配計算進行了研究。 首先，基于對現(xiàn)有翼型及大型運輸船舶結(jié)構(gòu)特點的系統(tǒng)調(diào)研，設(shè)計適用于大型遠洋散貨船舶的翼型，應(yīng)用CFD軟件對設(shè)計風帆的翼剖面空氣動力特性計算，并以此為基礎(chǔ)得到設(shè)計翼帆的推力及橫向力計算結(jié)果，，為具體翼帆參數(shù)的選定提供參考； 其次，針對目標船的風帆助航設(shè)計方案，分析國內(nèi)外常見的風帆船穩(wěn)性校核規(guī)范，并相互對比，最終給出適用于大型遠洋散貨船加裝風帆后的穩(wěn)性校核要求和計算方法，該方法可以推廣應(yīng)用于大型風帆助航船舶的穩(wěn)性校核計算； 再次，針對風帆助航船舶動力裝置的運行特點，選取定航速航行模式、定距槳和直接傳動方式，計算風帆船的帆-機-槳匹配得到柴油機工作圖譜，該圖譜對不同類別的機槳匹配的操作區(qū)間及具體方式給出了參考。本文還對風帆船航運中的動力裝置的操控和管理給出建議； 最后對風帆助航船低速柴油機在部分負荷下的推進特性進行仿真計算，得到風帆助航船風帆裝置承擔不同推力份額情況下主機的油耗值，對風帆船的營運及油耗節(jié)省量提供參考。
【關(guān)鍵詞】：風帆助航 翼帆氣動力性能 風帆船穩(wěn)性校核 船機槳匹配 柴油機部分負荷仿真
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：U674.926
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 研究背景和意義12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-23
• 1.3 本文主要內(nèi)容及研究方法23-24
• 1.4 本文創(chuàng)新性工作24-26
• 第二章 風帆輔助推進裝置26-36
• 2.1 風帆主要類型的特性26-31
• 2.1.1 翼帆的特性27-28
• 2.1.2 天帆的特性28-29
• 2.1.3 轉(zhuǎn)筒帆的特性29
• 2.1.4 抽氣式渦輪帆的特性29-30
• 2.1.5 其他類型的風帆的特性30-31
• 2.2 風帆空氣動力性能研究31-33
• 2.2.1 風帆空氣動力特性對比31-32
• 2.2.2 風帆氣動特性分析32-33
• 2.3 風帆助航裝置設(shè)計方案33-35
• 2.3.1 目標船舶的選取33-34
• 2.3.2 風帆設(shè)計方案主體參數(shù)34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 翼帆空氣動力性能數(shù)值計算36-64
• 3.1 翼型參數(shù)的選擇36-38
• 3.2 翼型空氣動力學影響因素38-44
• 3.2.1 風帆力學原理39-41
• 3.2.2 展弦比影響分析41
• 3.2.3 拱度比影響分析41-42
• 3.2.4 結(jié)構(gòu)形式影響分析42
• 3.2.5 設(shè)計翼帆結(jié)構(gòu)及參數(shù)42-44
• 3.3 翼型空氣動力特性數(shù)值計算44-47
• 3.3.1 數(shù)值計算平臺44
• 3.3.2 設(shè)計翼帆建模44-45
• 3.3.3 邊界條件的設(shè)定45-46
• 3.3.4 計算過程和控制參數(shù)的設(shè)定46-47
• 3.4 基于 PROFILI 的翼型空氣動力特性計算47-48
• 3.5 數(shù)值計算結(jié)果分析48-59
• 3.5.1 設(shè)計風帆的計算結(jié)果及分析48-56
• 3.5.2 計算結(jié)果與試驗值對比56-59
• 3.6 風帆布置方案的數(shù)值計算59-62
• 3.6.1 風帆陣列建模59-60
• 3.6.2 風帆陣列推力數(shù)值計算結(jié)果分析60-62
• 3.7 本章小結(jié)62-64
• 第四章 風帆助航穩(wěn)性校核方法的研究64-74
• 4.1 國內(nèi)風帆助航穩(wěn)性校核方法64-66
• 4.1.1 穩(wěn)性校核規(guī)范64-65
• 4.1.2 橫傾力矩65-66
• 4.1.3 最小傾覆力矩66
• 4.2 國外風帆助航穩(wěn)性校核方法66-71
• 4.2.1 USCG 穩(wěn)性規(guī)范66-69
• 4.2.2 Wolfson Unit 穩(wěn)性規(guī)范69-70
• 4.2.3 GL 穩(wěn)性規(guī)范70-71
• 4.2.4 Dr. Ing. Mario Alimento 穩(wěn)性規(guī)范71
• 4.3 目標船風帆助航穩(wěn)性校核方法71-72
• 4.4 本章小結(jié)72-74
• 第五章 風帆助航船機槳帆匹配研究74-90
• 5.1 機槳帆匹配計算原理74-77
• 5.1.1 船舶航行模式74-75
• 5.1.2 匹配計算方法75-77
• 5.2 目標船動力裝置匹配計算77-81
• 5.2.1 主機油耗量計算77-79
• 5.2.2 風帆助航方案與柴油機轉(zhuǎn)速的匹配79-81
• 5.3 目標船帆機槳匹配81-88
• 5.3.1 機槳帆匹配圖譜81-87
• 5.3.2 目標散貨船風帆助推裝置的操縱建議87-88
• 5.4 本章小結(jié)88-90
• 第六章 風帆助航船舶動力裝置 AMESIM 仿真90-100
• 6.1 AMESIM 仿真軟件特性90-92
• 6.1.1 AMESim 元件庫90-91
• 6.1.2 AMESim 仿真運行91-92
• 6.2 AMESIM 建模92-96
• 6.2.1 柴油機模型92-94
• 6.2.2 渦輪增壓模型94-96
• 6.3 風帆承擔部分負荷下柴油機運行計算結(jié)果96-98
• 6.4 本章小結(jié)98-100
• 第七章 結(jié)論與展望100-102
• 7.1 結(jié)論100-101
• 7.2 展望101-102
• 參考文獻102-106
• 致謝106-107
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文107

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張仁頤;;風帆助航節(jié)能船經(jīng)濟可行性探討[J];船舶工程;1984年05期

2 廖銘聲;圓弧型風帆的阻力研究與計算[J];船舶工程;1997年06期

3 劉藹芳;;風帆船技術(shù)的發(fā)展及存在的問題[J];船舶節(jié)能;1999年02期

4 楊衡;內(nèi)河風帆助航船穩(wěn)性探討[J];湖南交通科技;1996年04期

5 ;全球首艘用風箏拉動的貨輪起航[J];發(fā)明與創(chuàng)新(綜合版);2008年01期

6 羅淮龍;李干洛;譚政生;;翼帆船穩(wěn)性校核[J];華南工學院學報(自然科學版);1986年02期

7 劉正江;張碩慧;張爽;費珊珊;;IMO防止船舶污染公約的制定和修改進程[J];中國海事;2009年02期

8 陳順懷,馮恩德;風帆助航船帆面積確定方法[J];武漢交通科技大學學報;1995年04期

9 陳順懷，馮恩德;風帆助航船帆性能及節(jié)能效果的預(yù)報方法[J];武漢交通科技大學學報;1996年03期

10 劉小平;張敏;劉晶;許彬;;商用軟件GAMBIT的解析和應(yīng)用[J];南京工業(yè)大學學報(自然科學版);2008年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李文博;風帆訓練艦線型設(shè)計與航行性能研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

2 梁贊通;調(diào)距槳推進裝置機槳優(yōu)化匹配研究[D];大連海事大學;2009年

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本文編號：435917