本文關(guān)鍵詞：風(fēng)翼助航船動(dòng)力裝置操縱研究

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【摘要】：隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,能源危機(jī)與環(huán)境污染日益嚴(yán)重,為了降低船舶營(yíng)運(yùn)成本和滿足國(guó)際公約對(duì)船舶廢氣排放的限制要求,風(fēng)翼助航技術(shù)以其成本低廉,綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)獲得了航運(yùn)界的關(guān)注。風(fēng)翼在為船舶提供輔助推力的同時(shí),也改變了船舶動(dòng)力裝置的操縱方式。本文選取適合加裝風(fēng)翼的散貨船“鵬龍輪”為目標(biāo)船,通過(guò)建立船舶運(yùn)動(dòng)模型,分析了風(fēng)翼對(duì)船舶操縱的影響,最終制定了風(fēng)翼助航船動(dòng)力裝置的操縱方式。 首先,通過(guò)查閱文獻(xiàn)選取了適合目標(biāo)船的阻力估算方法,利用多元回歸分析法研究了目標(biāo)船螺旋槳的工作特性,選取一種高升阻比的多段翼作為目標(biāo)風(fēng)翼并通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)得到了該風(fēng)翼的空氣動(dòng)力學(xué)性能。 其次,對(duì)目標(biāo)船進(jìn)行受力分析并根據(jù)目標(biāo)船參數(shù)建立船舶運(yùn)動(dòng)模型,進(jìn)行了船舶快速性與操縱性仿真試驗(yàn),并將試驗(yàn)結(jié)果與目標(biāo)船試航報(bào)告進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證了所建立的船舶運(yùn)動(dòng)模型的準(zhǔn)確性。 然后,根據(jù)風(fēng)翼的空氣動(dòng)力學(xué)性能建立風(fēng)翼作用力模型,利用所建立的船舶運(yùn)動(dòng)模型研究風(fēng)翼對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)的影響。結(jié)果顯示風(fēng)翼提供的助推力在定轉(zhuǎn)速模式下使船舶航速變高,在定航速模式下使主機(jī)轉(zhuǎn)速降低；風(fēng)翼提供的側(cè)推力使船舶漂角和用于保持航向的舵角改變；相對(duì)風(fēng)速越高,風(fēng)翼對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)影響越明顯。 最后,針對(duì)目標(biāo)船分析得到風(fēng)翼使用條件為相對(duì)風(fēng)向角大于15°,相對(duì)風(fēng)速大于0m/s,航速大于7kn,最終制定了風(fēng)翼助航船動(dòng)力裝置的操縱方式,指導(dǎo)船員對(duì)風(fēng)翼助航船進(jìn)行合理操縱。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)翼助航 船舶運(yùn)動(dòng)模型 動(dòng)力裝置 船舶操縱
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U674.925;U675.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 選題背景和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 風(fēng)帆的設(shè)計(jì)與控制11-12
• 1.2.2 風(fēng)帆助航技術(shù)的實(shí)用化12-13
• 1.2.3 風(fēng)翼助航船舶運(yùn)動(dòng)與操縱13-14
• 1.3 本文結(jié)構(gòu)與主要內(nèi)容14-16
• 第2章 船、槳、翼工作特性分析16-41
• 2.1 船機(jī)槳翼配合關(guān)系16-17
• 2.2 船舶阻力17-25
• 2.2.1 船舶阻力概述17-18
• 2.2.2 目標(biāo)船阻力計(jì)算18-25
• 2.3 螺旋槳工作特性研究25-33
• 2.3.1 螺旋槳水動(dòng)力性能分析25-28
• 2.3.2 目標(biāo)螺旋槳多元回歸計(jì)算28-33
• 2.4 風(fēng)翼工作特性分析33-40
• 2.4.1 翼型帆空氣動(dòng)力學(xué)特性34-37
• 2.4.2 風(fēng)翼作用力及最佳回轉(zhuǎn)角度37-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第3章 船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的建立41-53
• 3.1 船舶受力分析與運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系41-43
• 3.2 船體流體動(dòng)力模型43-46
• 3.2.1 慣性類流體動(dòng)力44
• 3.2.2 粘性類流體動(dòng)力44-46
• 3.3 主機(jī)控制模型46-48
• 3.4 舵力模型48-49
• 3.5 風(fēng)干擾力模型49-52
• 3.6 本章小結(jié)52-53
• 第4章 風(fēng)翼助航船舶運(yùn)動(dòng)模型仿真分析53-69
• 4.1 船舶運(yùn)動(dòng)仿真模型的建立53-56
• 4.2 船舶運(yùn)動(dòng)仿真模型的驗(yàn)證56-60
• 4.2.1 主機(jī)功率對(duì)主機(jī)轉(zhuǎn)速和船速的影響測(cè)試56-57
• 4.2.2 船速對(duì)船舶操縱性的影響測(cè)試57-60
• 4.2.3 船舶回轉(zhuǎn)性能測(cè)試60
• 4.3 風(fēng)翼對(duì)船舶操縱的影響分析60-68
• 4.3.1 風(fēng)翼作用力模型的建立61-62
• 4.3.2 風(fēng)翼助航船舶控制策略分析62-63
• 4.3.3 風(fēng)翼對(duì)船舶航向航速的影響63-67
• 4.3.4 風(fēng)翼對(duì)主機(jī)轉(zhuǎn)速的影響67-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第5章 船舶動(dòng)力裝置操縱目標(biāo)的制定與優(yōu)化69-77
• 5.1 動(dòng)力裝置操縱目標(biāo)的制定69-72
• 5.2 動(dòng)力裝置操縱方式的優(yōu)化72-77
• 5.2.1 風(fēng)翼使用條件72-73
• 5.2.2 船舶低航速操縱模式73-77
• 第6章 結(jié)論與展望77-79
• 6.1 結(jié)論77-78
• 6.2 展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-82
• 攻讀學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表論文82-83
• 致謝83-84
• 作者簡(jiǎn)介84

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：979844