我国航运业绿色低碳发展的需求、路径与展望

为探讨航运业在综合运输体系中的重要性,并针对加速航运业绿色低碳发展对实现交通运输行业双碳战略目标的意义展开分析。通过考察航运业当前的碳排放状况,分析我国在绿色低碳发展方面存在的问题,对国内外绿色航运政策需求及其对航运业的影响进行综合评估。在此基础上,研究我国航运业绿色低碳发展的路径,包括总体思路、基本原则,以及相应的策略与实施措施,展望航运业绿色低碳发展的技术创新方向,提出从能源替代和运营管理两个方面促进航运业绿色低碳发展。

基于数字孪生的分段建造可视化系统设计

针对船舶分段生产过程中存在的数据直观性差、关键信息共享程度低,分段位置不明确等问题,综合考虑分段工艺流向、堆场资源等情况,等比例搭建船舶分段建造产线孪生模型;构建孪生数据驱动的分段建造管理体系和数据存储管理方法,为分段建造监控提供数据基础;应用建模软件和虚拟仿真软件,提供动态数据查询与决策依据的可视化平台,为船舶产品建造和管理中各类信息的集成化应用提供支持。

基于改进EEMD-MB1DCNN的船用柴油机缸套-活塞环故障诊断

针对船用中高速柴油机缸套-活塞环振动信号非线性非平稳性以及同类型不同损伤程度故障发生时振动信号时频域特征相似、故障难以识别等问题,利用振动信号辨识故障,提出一种基于改进集成经验模态分解方法和多模块一维卷积神经网络端到端缸套-活塞环故障诊断方法,通过设计固有模态分量IMF信息质量筛选准则对EEMD分解出的IMFs进行重新排序,获得包含更多凸显故障特征成分的重构信号,输入到上述神经网络模型,通过振动信号分析并与现有方法比较,评估所设计IMF信息质量筛选准则与所搭建模型的性能,试验结果显示该方法能准确、有效地识别缸套-活塞环故障类型。在判断该易损件同类型不同磨损程度故障诊断中有较高的准确率,能对故障状况进行有效的特征提取与故障分类。

跨斜滑断层非埋设海底管道局部屈曲分析

利用有限元软件ABAQUS,建立跨斜滑断层非埋设海底管道数值分析模型,考虑管道材料非线性、几何大变形和管土非线性作用的影响,模拟跨斜滑断层海底管道在正常操作阶段的局部屈曲响应。针对管道壁厚、铺设残余张力、穿越断层角度等敏感性参数变化下海管局部屈曲失效、侧向位移和轴向拉伸应变等进行分析,为跨斜滑断层非埋设海底管道的前期设计、安全评价、维修保护等提供参考。

载人潜水器有机玻璃视窗蠕变-疲劳特性分析

通过对棒状有机玻璃试样进行短期蠕变试验,揭示载人潜水器视窗玻璃材料的蠕变特性。开展有机玻璃蠕变断裂试验,获得有机玻璃材料的蠕变断裂寿命,给出蠕变断裂时间和保载应力水平成双对数线性相关的结论及相应的线性拟合方程,并开展拉伸疲劳试验获得不同峰值应力下的拉伸疲劳寿命。对300 m观光潜器有机玻璃视窗在不同下潜深度下的应力水平进行分析,并结合基于线性累计损伤理论的时间寿命分数法,实现对300 m载人潜水器有机玻璃视窗考虑保载蠕变的疲劳寿命估算。

海洋自升式钻井平台加装推进系统适用性计算分析

分析对比适用于自升式平台推进系统的优缺点,并对3种不同船型的自升式平台进行水动力计算,设计推进系统布置方案。推进系统校核结果表明,各平台推进器布置方案均能满足给定海况条件下DP 1级动力定位要求,平台可实现短距离助航和辅助就位。结合平台实际使用情况,设计推进器共享方案,以提高平台加装推进器的经济性。

新一代航运系统的未来船舶技术展望

未来船舶技术对于新一代航运系统至关重要。为推动国际海事组织IMO所提出的航运智能化与绿色化进程,展望未来船舶技术发展方向。探讨未来船舶跨域协同架构关键技术,提出未来船舶发展的首要任务。明确以“船-岸-云”技术架构及“岸基驾控为主、船端值守为辅”运行模式为核心的未来船舶发展目标。强调我国应加快相关领域关键技术攻关,构建船舶岸基驾控系统,促进多领域合作,持续向造船强国和航运强国的发展目标迈进。

基于BOG回收的多槽车对船LNG加注方案设计

针对中大型LNG双燃料船舶槽车加注时间长、BOG排放多问题,提出可进行BOG回收的多槽车加注方案并进行设计优化。以国内新建某LNG受注船具体加注需求为例,通过模拟在加注过程中不同压力工况下BOG产生量,针对性开展多槽车加注及BOG回收方案的关键设备选型、工艺流程计算,并详述使用多槽车向船上进行干燥惰化、冷舱、加注及BOG回收详细操作步骤。该方案可实现连续加注作业,解决中大型LNG船舶加注及BOG回收技术问题,有利于船舶航运业向绿色、低碳转型。

面向综合评估的船舶工装设计方法

针对船舶建造工装设计标准化程度低、设计不规范以及设计管理落后等问题,提出一种面向综合评估的工装设计方法。从工装库构建、智能设计、仿真评估与优化等角度开展工装数字化设计研究。基于工装模型库实现设计模型的有效管理和调用,并通过集成寻优算法实现工装最优布局,在此基础上基于有限元仿真和工艺仿真技术,结合具体指标,实现工装结构力学性能和工艺仿真评估,同时利用结构优化技术对设计结果进行优化,在满足使用需求的基础上降低了加工成本。基于达索三维体验平台开发数字化工装设计系统,固化设计流程,并通过分段吊马设计的实际应用,实现设计效率提升200%,同时重量减轻12.8%。

基于延边三角形接法的24脉波移相变压器设计与电磁特性分析

针对核心设备24脉波移相变压器,从移相原理出发进行设计,并建立场路耦合模型对电磁设计和绕组短路力进行核算,其中关键设计参数移相角与理论值最大偏差仅为0.53%。在此基础上加工实验样机进行实验,移相角度偏差最大仅为0.2°。综合仿真与实验结果,24脉波移相变压器设计有效,且场路耦合模型适用于多脉波移相变压器的电磁仿真。

“深海一号”半潜式生产储油平台长距离湿拖方案论证

针对“深海一号”半潜式生产储油平台拖航方案设计及工程实施面临拖航距离远、拖航路径环境恶劣、拖船资源选择少,以及作业风险高等众多技术难题,通过对比分析平台干拖和湿拖方案,重点分析湿拖过程中的拖航路线、平台吃水、湿拖阻力、拖船配置等关键技术问题,通过水池模型试验验证该方案的可行性,顺利实施了“深海一号”平台的长距离湿拖工作。

内河大型双体客船波浪载荷试验及仿真预报

针对某内河大型双体客船,开展波浪载荷的模型试验和仿真预报研究。建立双体船波浪载荷预报的水动力仿真分析模型,获得双体船的垂荡、横摇、纵摇等运动响应特性,以及剪力、弯矩、转矩等波浪载荷沿船长方向的分布特征,研究航速对波浪载荷的影响规律。设计加工双体船缩尺模型,开展了波浪不同波长和浪向角下的载荷试验研究,并将仿真结果、试验结果进行比较,吻合较好。

智能船舶机舱设备健康状态评估技术及应用

针对船舶机舱设备健康状态评估方法和应用进行分析,并进行系统优化设计。引入故障树分析方法和多参数模糊评估方法,设计实现了船舶机舱设备健康状态评估系统。以某型号柴油机实验数据为输入,构建样本数据集,对系统的主要功能进行测试验证,验证结果表明,系统状态识别率达到90%以上,系统在柴油机主机健康平稳性评估方面取得了较好的效果。研究提出的船舶机舱设备的健康状态评估优化设计方案可为后续机舱设备健康状态管理提供参考。

智能机舱验证平台设计与开发

智能机舱是近年来提出的概念,目前尚处于初级阶段,其功能,如数据采集、特征提取,以及故障诊断等的准确性尚缺乏规范性的验证手段。以某型内河船舶机舱动力系统为对象,基于NI LabVIEW软件平台和现场可编程门阵列硬件开发智能机舱验证平台,结合监测设备工作过程机理,按信号特征、通道,以及接口一致的原则,模拟输出柴油机、辅助发电机、齿轮箱和轴系等设备各类监测信号。通过开发的控制软件,可实现标准的、故障的和设备性能衰退的3类信号输出,为智能机舱系统数据采集、信号特征提取、监测诊断算法,以及健康状态评估算法的准确性和实时性提供验证平台。

二维图纸驱动三维建模的方法

针对船舶设计过程中二维图纸和三维模型之间缺乏有效关联关系的现状,开展二维图纸驱动三维模型的方法研究。开展常用二维原理图绘制软件CAD和SP P&ID的对比分析;针对CAD软件和SP P&ID两种软件输出的不同形式的二维原理图,分别开展二维原理图驱动三维模型的方法研究,分析二维原理图驱动三维建模的流程,研究二维原理图驱动三维建模的机理,解决二维原理图和三维模型之间数据分离的问题,提高船舶设计效率。

大型耙吸挖泥船结构设计要点

为实现大型耙吸挖泥船结构设计安全、合理、可靠,以某大型耙吸挖泥船为例,分析大型耙吸挖泥船结构设计特点,从结构设计、强度评估、疲劳评估和振动评估等角度论证其设计要点,通过对泥舱结构设计分析,给出泥舱设计的关键节点,对关键节点进行强度分析和疲劳分析,结果表明,该船局部关键区域应力水平较高,低周疲劳在关键区域的疲劳中占据主要地位,建立三维有限元模型计算挖泥船固有频率,对比该大型耙吸挖泥船激励频率与固有频率,结果表明,船体总振动固有频率通常可以避开激励频率,生活楼固有频率与激励频率较为接近。

基于FLACS的船舶载运燃料电池汽车氢气泄漏仿真分析

为保障船舶载运燃料电池汽车(FCV)安全,以某滚装船为研究对象,基于FLACS软件模拟闭式滚装处所和开式滚装处所内氢气泄漏场景,对比分析几种不同通风型式、通风效率、泄漏位置及车辆间距对氢气泄漏扩散的影响。结果表明,针对闭式处所,机械进风叠加机械排风的通风效果最好,机械进风叠加自然排风效果次之,自然进风叠加机械排风效果最差;相同进排气型式下,换气次数越多对处所内氢气浓度下降越有利,在通风阻滞区域尤其明显;相同风向和风速条件下,船舶中部氢气泄漏的后果风险明显高于端部,中部氢气泄漏后处所通风达到安全浓度的时间为端部的3~12倍。

矿砂船强度评估的运动与加速度公式拟合分析

针对超大型矿砂船的强度评估所需船舶重心处运动和加速度计算公式的准确性问题,对比4艘超大型矿砂船实船水动力数值计算结果和散货船油船共同结构规范(HCSR)规定的船舶重心处运动和加速度计算公式计算结果,表明HCSR规定计算公式大部分不适用于超大型矿砂船强度评估,为此,对不适用的公式进行修正,得到了适用于超大型矿砂船强度评估的重心处运动和加速度新公式。

潜艇推进舱段狭小空间的维修性评价技术

为解决研发阶段潜艇推进舱段狭小空间的维修性设计问题,采用系统工程评价技术和人因工程学仿真方法对狭小空间维修性进行分析。筛选出维修作业空间、可达性、可视性和舒适性指标作为狭小空间维修性的核心指标;采用A.L Klee-Critic模型确定其权重;将维修任务分解为基本操作单元,逐一分析并提出改进建议。案例分析表明,该方法可以很好地发现并解决研发阶段潜艇推进舱段狭小空间的维修性设计问题。

基于可视化技术的船体制造数据管控方法

为解决传统船体建造过程中存在生产数据记录与管理混乱、生产数据分析不深入,工作人员缺乏现场有效的决策支持与生产指导等问题,通过以制造阶段为导向对船体制造数据流的分析,构建相关工序的指标关系模型与船体制造数据库;基于Echarts、three.js等可视化技术与B/S架构将船体产品模型及指标模型集成到船体制造管控系统,实现产品模型信息与数据模型信息的统一呈现,以及船体制造数据的查询、修改、录入等功能,达到辅助管理人员现场生产决策的效果。