基于最小舵系能耗的操舵策略计算方法

对舵系能耗的构成进行计算分析,结合船舶操纵运动数学模型(MMG)建立舵系能耗计算方法,针对具体算例求解以最小舵系能耗为目标的最优操舵策略,讨论相关变量条件对操舵策略及舵系能耗的影响。结果表明:该计算方法具有可行性;对于算例船舶,以10°舵角操舵是使艏向角改变60°的最优操舵策略;不同的舵压力中心位置、舵阻力特性和初始航速条件不会改变算例船舶给定目标任务下的最优操舵策略。研究结果可为船上智能驾驶系统或驾驶人员做出操舵决策提供有效的算法支撑。

基于舵机能力验证要求的舵系优化设计

在IACS统一解释文件UI SC246 Rev.1提出根据非满载试航船舶操舵试验结果对满载航行状态船舶舵机能力进行验证的换算方法之后,相当一部分采用半悬挂舵的船舶出现了无法按该方法通过舵机能力验证的状况。为解决上述问题,本文基于常规船型半悬挂舵的3种典型布置方案,通过设计相同的舵面积和不同的几何外形,得到3个计算模型,利用计算流体力学(CFD)方法对各方案的全浸没和部分浸没状态分别进行计算分析。计算结果表明,舵叶平衡比对舵杆水动力扭矩存在直接影响,适当大的舵叶平衡比设计可以显著降低舵叶全浸没状态和部分浸没状态的舵杆水动力扭矩。基于此结论,对某型未能通过换算验证的船舶舵系进行优化设计,适当增大了舵叶平衡比。后续船试航结果表明,舵机能力验证满足UI SC246 Rev.1的要求,确认了CFD计算结论的正确性,为以降低舵杆水动力扭矩为目标的舵系优化设计提供了理论和实践依据。

“绿色海豚”38000DWT散货船舵系设计

介绍并分析"绿色海豚"38 000 DWT散货船舵系的设计思路、设计概况以及关键技术问题。围绕该船舵叶小厚度比、大展弦比的特点,阐述了确定舵杆、舵销直径的设计过程。对舵叶切口处的强度问题进行多种方案的分析对比,得出了最合理的切口处剖面方案。对施工及维修空间进行了工艺上的探讨并提出了多种设计方案。设计过程中的思路和方法可作为类似舵系设计的参考。