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

【摘要】：風(fēng)力發(fā)電等的應(yīng)用如火如荼，風(fēng)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(yuǎn)洋商業(yè)船舶上運用風(fēng)帆助航技術(shù)則相對較少。而大型遠(yuǎn)洋船隊是世界航運的一大組成部分，也貢獻(xiàn)了主要的航運燃油消耗量，故非常有必要對風(fēng)帆在大型遠(yuǎn)洋船舶上的利用進(jìn)行研究。本文對現(xiàn)有風(fēng)帆助航船舶和現(xiàn)有帆翼類型、空氣動力特性的進(jìn)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(biāo)船并對其機(jī)槳帆的匹配計算進(jìn)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(yuǎn)洋散貨船舶的翼型，應(yīng)用CFD軟件對設(shè)計風(fēng)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(biāo)船的風(fēng)帆助航設(shè)計方案，分析國內(nèi)外常見的風(fēng)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(yuǎn)洋散貨船加裝風(fēng)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(fēng)帆助航船舶的穩(wěn)性校核計算； 再次，針對風(fēng)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(fēng)帆船的帆-機(jī)-槳匹配得到柴油機(jī)工作圖譜，該圖譜對不同類別的機(jī)槳匹配的操作區(qū)間及具體方式給出了參考。本文還對風(fēng)帆船航運中的動力裝置的操控和管理給出建議； 最后對風(fēng)帆助航船低速柴油機(jī)在部分負(fù)荷下的推進(jìn)特性進(jìn)行仿真計算，得到風(fēng)帆助航船風(fēng)帆裝置承擔(dān)不同推力份額情況下主機(jī)的油耗值，對風(fēng)帆船的營運及油耗節(jié)省量提供參考。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)帆助航 翼帆氣動力性能 風(fēng)帆船穩(wěn)性校核 船機(jī)槳匹配 柴油機(jī)部分負(fù)荷仿真
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(fēng)帆輔助推進(jìn)裝置26-36
• 2.1 風(fēng)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(fēng)帆的特性30-31
• 2.2 風(fēng)帆空氣動力性能研究31-33
• 2.2.1 風(fēng)帆空氣動力特性對比31-32
• 2.2.2 風(fēng)帆氣動特性分析32-33
• 2.3 風(fēng)帆助航裝置設(shè)計方案33-35
• 2.3.1 目標(biāo)船舶的選取33-34
• 2.3.2 風(fēng)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(xué)影響因素38-44
• 3.2.1 風(fēng)帆力學(xué)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(fēng)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(fēng)帆布置方案的數(shù)值計算59-62
• 3.6.1 風(fēng)帆陣列建模59-60
• 3.6.2 風(fēng)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(fēng)帆助航穩(wěn)性校核方法的研究64-74
• 4.1 國內(nèi)風(fēng)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(fēng)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(biāo)船風(fēng)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(fēng)帆助航船機(jī)槳帆匹配研究74-90
• 5.1 機(jī)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(biāo)船動力裝置匹配計算77-81
• 5.2.1 主機(jī)油耗量計算77-79
• 5.2.2 風(fēng)帆助航方案與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的匹配79-81
• 5.3 目標(biāo)船帆機(jī)槳匹配81-88
• 5.3.1 機(jī)槳帆匹配圖譜81-87
• 5.3.2 目標(biāo)散貨船風(fēng)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(fēng)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(jī)模型92-94
• 6.2.2 渦輪增壓模型94-96
• 6.3 風(fēng)帆承擔(dān)部分負(fù)荷下柴油機(jī)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(xiàn)102-106
• 致謝106-107
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文107

【參考文獻(xiàn)】

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

本文編號：435917