【摘要】：由于近海石油平臺支援船(OSV)在航行中受風(fēng)、浪的影響和在航道內(nèi)行駛時受潮汐的影響較大,其航行的線路和速度往往憑借船長的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)判以達(dá)到合理或者節(jié)能的目的,因此OSV的航行計劃具有一定的可優(yōu)化性,針對OSV船隊而言,存在著很大的節(jié)能空間。本文建立在這樣的環(huán)境背景下,為了減少航行中的燃油消耗,通過研究風(fēng)、浪在船舶航行中對船體的作用以及船舶在航道內(nèi)受到潮汐漲落的影響,根據(jù)自然氣象條件,改變OSV在各石油平臺之間航行的航速或是航行線路,使得OSV在一個航次內(nèi)往返的主機(jī)燃油消耗最低。文章首先針對OSV的工作環(huán)境、航行計劃及現(xiàn)場的一些節(jié)油措施,研究了風(fēng)、浪、潮汐等環(huán)境干擾力對船體產(chǎn)生的影響,將這些環(huán)境干擾力視作施加在船體上的一種阻力,建立關(guān)于風(fēng)、浪、潮汐的船舶數(shù)學(xué)運(yùn)動模型;然后根據(jù)實(shí)際情況模擬設(shè)定OSV從出港到返回的單個航次計劃和自然氣象條件,根據(jù)選取的目標(biāo)船舶的船型參數(shù)計算船舶受到的裸船體阻力和附體阻力,根據(jù)主機(jī)功率的傳遞過程以及船舶有效功率的估算方法,建立船舶主機(jī)油耗模型作為本文航行計劃的優(yōu)化模型;之后運(yùn)用基于遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化方法對航行計劃優(yōu)化模型進(jìn)行優(yōu)化計算,獲得優(yōu)化結(jié)果;最后,將獲得的優(yōu)化結(jié)果與經(jīng)濟(jì)航速勻速航行的總耗油量進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明,以優(yōu)化得到的最優(yōu)航速或者最優(yōu)航線行駛,會使航次內(nèi)總的主機(jī)燃油消耗達(dá)到最低,以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。在路徑最短航次計劃中,以優(yōu)化結(jié)果航行的主機(jī)燃油消耗比以經(jīng)濟(jì)航速勻速航行過程中的主機(jī)燃油消耗要節(jié)油9%;在帶任務(wù)航次計劃中,對比同樣優(yōu)化得到的航線一與航線二,航線二要比航線一節(jié)省主機(jī)燃油3%,該航次計劃的最優(yōu)航線即為航線二。
[Abstract]:Because the offshore oil platform support ship (OSV) is greatly affected by wind and waves during navigation and by the tide while traveling in the channel, the route and speed of its navigation are usually determined in advance by the experience of the captain in order to achieve the purpose of reasonable or energy saving. Therefore, the navigation plan of OSV has certain optimizability, and there is great energy saving space for OSV fleet. In this paper, in order to reduce the fuel consumption in navigation, this paper studies the effect of wind and wave on ship hull and the influence of tide fluctuation on ship in navigation, according to the natural meteorological conditions, in order to reduce fuel consumption during navigation, the effect of wind and wave on the ship's hull is studied in this paper. By changing the speed or route of OSV between oil platforms, the main engine fuel consumption of OSV in one voyage is the lowest. Aiming at the working environment, navigation plan and some oil saving measures of OSV, this paper first studies the influence of wind, wave, tide and other environmental interference forces on the hull, which is regarded as a kind of resistance applied on the hull. The mathematical model of ship motion about wind, wave and tide is established, and the individual voyage plan and natural weather conditions of OSV from port to return are simulated according to the actual situation. According to the ship form parameters of the selected target ship, the resistance of the naked hull and the appendage of the ship is calculated, according to the transmission process of the main engine power and the estimation method of the effective power of the ship, The main engine oil consumption model is established as the optimization model of the navigation plan in this paper. After that, the optimization model of the navigation plan is optimized by using the multi-objective optimization method based on genetic algorithm. Finally, the optimization results are obtained. The optimized results are compared with the total fuel consumption of the economic constant speed navigation. The results show that the total fuel consumption of the main engine can be minimized by optimizing the optimal speed or the optimal route, in order to achieve the purpose of energy saving. In the route shortest voyage plan, the fuel consumption of the main engine navigating with the optimized results is 9% less than that of the main engine fuel consumption in the course of constant speed navigation at an economic speed; in the flight plan with a mission, the route 1 and the route 2, which are also optimized, are compared. Route 2 is more efficient than route 1. The optimal route is route 2.
【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】：2017
【分類號】：U692

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2272987