船舶营运大数据挖掘与应用思考

船舶营运大数据来源于航运信息平台和营运船舶监测,通过对这些海量数据的分析与挖掘,能发现很多有价值的信息与规律,可应用于多载况下船舶功率与航速评估、船舶能效设计指数(EEDI)实船验证方法的完善、MRV机制实施的技术支持;风浪对航速的影响研究;节能技术的节能效果评价;船舶进坞清污最佳时机分析;船舶设备运行的精细化管理等,对于促进造船和航运业的技术进步具有重要的意义。

内河客船计算机辅助设计系统研究

本系统是以通用机械ＣＡＤ软件Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ为支撑软件，进行二次开发形成。本系统基于参数化造型与全相关的统一数据库，实现三维设计、二维出图，具有船舶造型设计、特征建库、基于层和态的图形管理、基于模型的几何特征计算和统计分析等功能。能满足内河客船线型复杂、布置紧凑等设计要求。

船舶综合性能预报系统

从船舶航速预报、耐波性能和操纵性能预报的市场需求出发,分析了国内外船舶综合性能预报的现状,详细介绍了由上海船舶运输科学研究所承担,中国船舶工业集团第708所、中国船舶重工集团第702所参加开发的船舶综合性能预报系统(SPPS1.0)。该预报系统首次将计算机网络技术、母型船航速预报技术和优良船型水动力试验动态数据库有机结合起来,并应用耐波性理论、操纵性理论,建立起依托互联网,面向船舶行业,实时远程预报船舶性能的共性技术平台;开发的系统软件有效解决了数据库中核心技术资源的保密性和全行业共享应用的矛盾,具有良好实用性和预报指标的先进性。

5668 TEU集装箱船球艏改型与浮态节能的实船验证

针对目前集装箱船大多处于偏离原设计状态的低载货量及降速航行状态,快速性较差的问题,提出球艏改型和浮态节能技术2种节能方案,并以5 668 TEU型集装箱船为例对这2种节能方案进行实船验证。研究分析该型集装箱船的实际营运状态特点,阐释球艏改型与浮态节能的关系,拟定实船验证的技术路线。通过对2艘姊妹集装箱船(原球艏船和改型球艏船)进行试航,对球艏改型(船)和浮态节能技术进行实船验证。经验证,球艏改型和浮态节能技术的效果明显,且改型球艏船更加适应低载货量、降速航行的营运现状。

多载况多浮态下船舶波浪增阻数值计算分析

以某万箱集装箱船为研究对象,利用基于二维切片理论的船舶运动和波浪增阻数值计算软件(Ship Motion and Add Resistance,SMAR),进行结构吃水、船舶能效设计指数(Energy Efficiency Design Index,EEDI)吃水和压载吃水等3种典型吃水下的波浪增阻数值预报,并进行3种吃水下的耐波性模型试验。对数值结果进行验证,结果表明该软件计算结果与模型试验结果吻合度较高,计算精度满足工程实用要求。应用该软件计算多载况不同浮态下的船舶波浪增阻,探究不同载况下船舶纵倾对波浪增阻的影响,为船舶在实际营运中的航行性能分析和浮态节能提供支持。

相关设计参数对某前置预旋定子水动力性能的影响

前置预旋定子是一种安装于螺旋桨前方的节能装置,由多个固定不动的叶片组成,能在桨前产生预旋流,改变螺旋桨附近伴流,提高船舶的推进性能。通过研究前置预旋定子的节能机理,设计出一种带有襟翼的6叶前置定子。前置定子的节能效果受到众多几何参数的影响,为获得较优的前置定子,以某散货船为例,利用数值模拟手段对影响其前置定子性能的3个重要参数(襟翼角度、襟翼宽度和定子直径)进行研究,找到了适合于该散货船伴流情况的最佳襟翼角度,且可通过增加襟翼宽度来提高节能效果;同时提出该前置定子的直径需大于螺旋桨直径,以提高节能效果。

两艘多用途船的螺旋桨设计研究

以2艘多用途船螺旋桨设计为例,运用螺旋桨理论设计与模型试验为手段,探索了特定条件下加大桨叶后倾角(增加桨叶梢与船底板间隙)、改变螺旋桨叶面积以及增加桨叶侧斜角对诱导脉动压力和效率的影响。结果表明:采用减小空泡裕度增加盘面比的措施,对降低脉动压力的效果最为显著;增大侧斜角措施的效果居中;通过改变后倾角增大叶梢与船底板间隙的措施,降低脉动压力效果相对要小一些。

5668 TEU集装箱船球鼻艏改造节能

为给现有船舶寻找一种方便、有效的节能措施,以5 668 TEU集装箱船为例进行节能研究。通过统计其以往的运营资料,分析其航行状态,发现船舶航行状态较差主要体现在球鼻艏与当前的航行条件不匹配。对此,提出对球鼻艏进行改造的节能措施。以权衡设计理念为指导,以模型试验结合数值分析作为球鼻艏优化手段,通过模型试验验证节能效果并将其应用到实船。测试结果表明:改造后的船舶在常用状态下节能效果显著。

混合式CRP-POD推进系统操船工况水动力性能研究

混合式CRP-POD推进系统具有操纵性能好,推进效率高,空泡振动小等优点,受到国内外广泛关注。论文采用数值计算结合模型试验的方法对混合式CRP-POD推进系统操船工况的水动力性能进行了研究,探索吊舱推进器偏转角度对CRP-POD水动力特性的影响,包括推进系统中前桨、吊舱推进器、混合式CRP-POD推进系统效率,以及吊舱推进器侧向力随吊舱推进器偏转角度的变化。本项工作为进一步研究船后混合式CRP-POD推进系统水动力性能做了有益的探索。

以科学发展观指导船型设计和优化

以科学发展观指导船型设计和优化,就是要充分发挥设计者的创造精神,从思想源头科学地认识船型优化的深刻内涵,并相应地将船型设计决策与性能要求、环境条件、经济指标相统筹,通过船型优化思想、方法和手段从传统模式向现代模式迈进,实现船舶综合航行性能指标最优化和经济绩效、功能绩效的最大化。该文着重探讨了国内外学术界和工程界近期予以关注的船型设计和优化的一些观点和前沿发展趋势。

某集装箱船伴流场的CFD计算策略分析

以某集装箱船为研究对象,从网格划分、湍流模型、VOF方程的时间离散格式及自由面是否计及等4方面对其进行了艉部轴向伴流场的数值计算策略分析,计算得到不同因素影响下的轴向伴流的周向分布图、等值线图以及桨盘面处的平均伴流分数,并将各计算结果与伴流试验结果进行比对。对于该船型,在计算艉部伴流场时,宜采用SSTk-ω模型,在考虑黏性自由面条件下选用显式VOF法,并适当增加船艉至桨盘面区域的网格数量。

船用直翼推进器研究

主要介绍了船用直翼推进器的基本原理,分析了桨叶摆动曲线对水动力的影响并提出了改善其推进性能的方法,最后将直翼推进器与螺旋桨推进器的优缺点进行了定性比较。

非对称双尾鳍船型──一种新船型

主要介绍在35000DWT浅吃水肥大型运煤船的线型优化中开发出的“非对称双尾鳍船型”的几何特征、伴流场特征及其同时有利于船舶快速性、操纵性及船体振动性能的机理。文中还介绍了该船型在多艘双桨船上的推广应用情况。实船试验结果表明，该船型与同类的优秀船型相比，在相同排水量和航速下，节能效果均在8％以上，同时，船舶的操纵性和船体振动性能均令人满意。

长江下游(通申线)综合节能客轮水动力试验研究设计

长江下游(通申线)综合节能客轮“新越”号,系我所于80年代后期设计。该船的船宽吃水比为5.25,属于超浅吃水船,设计难度较大。作者采用多种方案,进行了大量的水动力试验研究,主要是线型的优化研究,经分析比较,最后采用我所开发的不对称双尾鳍船型,解决了推进、操纵、布置等一系列问题,达到了较高的快速性和节能指标。该船与70年代的优秀船型——双桨轴支架型客轮相比,船体节能效果达到25％,综合节能效果为35％。

中长航距节能型ACEFAMAX散货船型

本文对适应于不同航距及航距组合的散货船型进行了论证分析,并提出综合经济指标均值评估最大值的最佳船型—ACEFAMAX 船型。论证表明,ACEFAMAX船型约为215m×38m×13.8m,8万吨级,无论对沿海中航距及远洋长航距都具有良好的技术经济性,是一种优秀的值得推广的POST—PANAMAX 船型。适合我国沿海中航距北煤南运及我国至澳大利亚、印度、美国及加拿大西海岸长航距矿、煤散货进口之需。

浅吃水肥大型船的尾部线型研究

从分析船舶尾部伴流场对船舶阻力推进、操纵及船体振动性能等影响的观点，研究尾部三维伴流场。介绍尾型与伴流场之间关系及非对称双尾鳍船型的形成。非对称双尾鳍船型与优选的常规双尾鳍船型模型的阻力、自航及伴流场等比较试验结果表明，非对称双尾鳍船型具有两大优点。首先，该船型能在桨前方产生一个与外旋桨旋向相反的预旋流，在保持了优良阻力性能前提下可提高外旋桨推进效率８％，获得阻力、推进、操纵各性能间的最佳配合。第二，轴向伴流分布比较均匀，满足ＢＳＲＡ５项衡准指标，改善了螺旋桨工作的流场条件，减少了螺旋桨产生空泡及其诱导船体激振的危险，使节能与减振得到统一。最后还介绍了该船型首制船“宁安１号”的实船测试结果及其由船模试验预报实船性能的一致性。

某船及其改型船桨舵数值模拟与性能比较

该文以某散货船为研究对象,分别对其原型与改型船型方案进行了船、桨、舵及其耦合情况下的数值模拟与计算,计算结果包括静水船舶阻力、螺旋桨特性、船桨以及船桨舵耦合情况下船舶自航因子以及船尾流场信息。并对该船自航数值模拟方法和计算策略进行了探索和研究,结果显示原型和改型船数值计算结果与模型试验结果具有较好的一致性。通过该船原型与改型计算结果的比较,分析船体线型对船舶阻力、推进性能以及艉部流场的影响,评价了线型方案的优劣,为今后借助于数值计算方法进行船舶线型优化及船桨舵的优化配合做了有益的尝试。