本文關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)輕量化對(duì)船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)的影響研究

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【摘要】：2011年MPEC62次會(huì)議正式通過了“新船能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)'’,并于2013年開始實(shí)施,2015年正式執(zhí)行。EEDI是是船舶消耗的能量換算成C02排量和船舶有效能量換算成CO2排量的比例指數(shù),是衡量船舶是否達(dá)到綠色船舶要求的指標(biāo)。相比于其他綠色船舶優(yōu)化的方法,減輕結(jié)構(gòu)重量主要應(yīng)用于設(shè)計(jì)階段。結(jié)構(gòu)優(yōu)化的優(yōu)勢(shì)在于不改變船舶的型線,不改變船舶的布置,可直接減少造船用的鋼料。由于鋼料的減少,一方面可以增加部分載重量,另一方面可以降低主機(jī)功率,從而有效地降低EEDI值,提高船舶能效水平。因此在保證船舶安全性的同時(shí),減少船舶的自重,增加船舶載貨量,是提高新船能效水平的重要技術(shù)措施之一。因此,本文分析船舶結(jié)構(gòu)輕量化對(duì)能效設(shè)計(jì)指數(shù)的影響,從而探討提高新造船舶能效水平的有效方法。針對(duì)相關(guān)研究現(xiàn)狀,本文研究?jī)?nèi)容包括以下三個(gè)方面：首先闡述了基于優(yōu)化設(shè)計(jì)的船舶結(jié)構(gòu)輕量化方法。簡(jiǎn)要介紹了結(jié)構(gòu)輕量化方法,梳理了其中的船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法以及船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)流程。以4500DWT散貨船為例,對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),包括設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件的確定,結(jié)果,其船體結(jié)構(gòu)鋼料重量減輕了4.30%。對(duì)船舶結(jié)構(gòu)輕量化對(duì)EEDI的影響進(jìn)行了定性和定量分析,并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述。介紹船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)的計(jì)算公式及各參數(shù)的含義和取值方法,重點(diǎn)對(duì)EEDI公式進(jìn)行了敏感性分析,包括載重量敏感性分析和主機(jī)功率敏感性分析。結(jié)構(gòu)重量減輕后,通過增加載重量和減小主機(jī)功率兩種途徑,探討兩個(gè)因素對(duì)EEDI影響的敏感性。以4500DWT散貨船為例,在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)之后,通過兩種途徑,得到的該船EEDI值降幅均大于4%,且減小主機(jī)功率后EEDI的降幅更大。然后,對(duì)船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行了全船有限元分析,系統(tǒng)地闡述了有限元模型的建立、網(wǎng)格的劃分方法、邊界條件、計(jì)算工況、載荷施加及強(qiáng)度校核標(biāo)準(zhǔn),并對(duì)全船主要結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了強(qiáng)度校核,以確保優(yōu)化的結(jié)構(gòu)在增加載重量后仍滿足規(guī)范要求。應(yīng)用VB語言,設(shè)計(jì)并開發(fā)了船舶EEDI計(jì)算程序。對(duì)程序開發(fā)進(jìn)行了需求分析,闡述了船舶EEDI計(jì)算程序開發(fā)的過程。該程序包括兩大功能模塊：EEDI計(jì)算模塊和參考線回歸分析模塊。本文的研究成果可為提高我國(guó)新造船舶能效水平提供指導(dǎo),對(duì)于我國(guó)節(jié)能船舶技術(shù)的發(fā)展和研究具有借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】：能效設(shè)計(jì)指數(shù) 輕量化 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 有限元分析 VB
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U662
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究的背景及意義9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 船舶結(jié)構(gòu)輕量化國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容13
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)13-15
• 2 基于優(yōu)化設(shè)計(jì)的船舶結(jié)構(gòu)輕量化方法15-23
• 2.1 輕量化方法15
• 2.2 船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法15-16
• 2.3 船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)16-22
• 2.3.1 設(shè)計(jì)變量17
• 2.3.2 目標(biāo)函數(shù)17-18
• 2.3.3 約束條件18-20
• 2.3.4 優(yōu)化結(jié)果20-22
• 2.4 小結(jié)22-23
• 3 船舶結(jié)構(gòu)輕量化對(duì)EEDI的影響23-50
• 3.1 船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)分析23-30
• 3.1.1 計(jì)算中各參數(shù)23-24
• 3.1.2 計(jì)算中各參數(shù)24-30
• 3.2 EEDI公式敏感性分析30-33
• 3.2.1 載重量敏感性分析30-32
• 3.2.2 主機(jī)功率敏感性分析32-33
• 3.3 結(jié)構(gòu)重量減輕后對(duì)EEDI的影響分析33-35
• 3.3.1 增加載重量33-34
• 3.3.2 降低主機(jī)功率34-35
• 3.4 優(yōu)化后結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核35-49
• 3.4.1 概述35-36
• 3.4.2 有限元模型36
• 3.4.3 邊界條件36-37
• 3.4.4 計(jì)算工況37
• 3.4.5 施加載荷37-42
• 3.4.6 強(qiáng)度校核標(biāo)準(zhǔn)42-43
• 3.4.7 校核結(jié)果43-49
• 3.5 小結(jié)49-50
• 4 船舶EEDI計(jì)算程序設(shè)計(jì)50-62
• 4.1 需求分析50-51
• 4.2 船舶EEDI程序開發(fā)51-60
• 4.2.1 船舶EEDI程序53-58
• 4.2.2 船舶EEDI參考線回歸58-60
• 4.3 船舶EEDI程序測(cè)試60-61
• 4.4 小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-65
• 附錄A 各工況下應(yīng)力和變形云圖65-71
• 致謝71-72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：769177