燃料电池船复合储能容量优化与配置经济性分析

复合储能系统可改善由船舶负载功率波动引起的燃料电池寿命损耗问题,但配置成本限制了其在燃料电池船上的广泛应用。为合理配置储能容量,使船舶动力系统设计具备长期的可靠性,提出了一种计及复合储能系统全寿命周期的容量优化配置方法。在构建各电源系统模型的基础上,建立包括购置成本、维护成本、置换成本和能耗成本的复合储能系统全寿命周期成本模型,并采用雨流计数法来评估储能的置换成本。最后依据“Alsterwasser”号燃料电池船的典型功率需求数据,以储能设备的容量参数、燃料电池的输出功率和电源系统的运行参数为优化变量,采用灰狼优化算法进行求解。通过不同储能类型和优化目标下的配置方案对比,验证了所提方法的经济性。

升船机全生命周期BIM应用研究

目前对于通航建筑物的BIM技术应用通常局限于设计或者施工等单个阶段,缺乏对其全生命周期的BIM应用。以某升船机工程为例,将BIM技术引入其设计、施工、运维的各个阶段。在设计阶段,基于Bentley平台对升船机进行了三维模型搭建,在此基础上应用ANSYS对其进行了有限元数值仿真,应用Lumion对其进行了可视化虚拟仿真;在施工阶段,利用Microsoft Project和Synchro Pro进行了施工进度管理和施工仿真模拟;在运维阶段,借助IDEA编辑器、VSCODE软件和MySQL等软件进行代码编写,构建了基于BIM技术的智慧运维管理平台。实践表明:在升船机全生命周期中运用BIM技术,提高了设计的准确性和协同性,加强了施工的协调性,运维管理平台的搭建实现了BIM模型展示、升船机水位和状态监测等功能,为升船机运维管理提供了决策支持。研究成果可为BIM技术在类似水利工程设计、施工、运维等全生命周期的应用提供参考。

舰艇装备使用寿命验证方法研究

论文重点对舰艇装备的使用寿命验证问题进行初步研究,首先通过对使用寿命概念的辨析,提出将使用寿命转化为自然寿命或经济寿命进行验证,并分别给出每种寿命概念下的验证方法。特别地,针对部分舰艇装备工程上当前正在应用的加速试验方法进行了分析总结,可以为舰艇装备使用寿命的验证问题提供广泛的借鉴参考。

沉管浮运安装一体船艘班费用研究

国内海洋超级工程不断涌现,新型专用船舶应运而生,国家现行定额中缺少此类新型船舶艘班费用和计算方法,导致无法合理测算工程造价,因此确定新型船舶艘班费用和计算方法势在必行。文章将行业相关规范和深中通道项目实际相结合,参照国家现行定额艘班费用组成,研究了沉管浮运安装一体船艘班费用中关键参数的取值和计算方法,编制出了沉管浮运安装一体船艘班费用的计算公式,并通过实际发生成本以及现行定额验证了公式的准确性,可供未来新型船舶艘班费用的编制参考借鉴。

计及电池全寿命周期的船舶复合储能多目标容量配置研究

混合动力船舶通过合理配置各动力源容量可有效提高储能系统利用率,提升航运经济性。针对特定船舶典型工况下的实际负载功率曲线,分别利用平均值法和基于频谱分析的低通滤波法求得船舶动力源各参考功率值。在考虑电池全寿命周期成本的基础上,建立以储能系统总成本和总质量最优的双目标函数,确定以储能元件型号与串并联数量为决策变量,在满足系统峰值功率和最大能量等约束条件下,利用第二代非支配排序遗传算法对复合储能系统进行最优容量配置。算例分析的结果验证了复合储能系统多目标优化模型的正确性以及其较纯电池储能在成本和质量方面的优越性。

甲醇作为船舶替代燃料的应用分析

通过对上游甲醇燃料的制备路径和可获得性、下游船舶应用甲醇燃料的重点安全考虑因素、船舶能效贡献度、全球温室气体减排战略下相关国际法规,以及市场机制的发展趋势等进行梳理分析并进行总结,分析阐明了甲醇作为低碳/碳中和替代燃料的现状和发展方向,同时结合应用场景,基于现行法规和规范,对船舶应用甲醇燃料的总体设计要求进行了归纳总结。

国产大型救生艇及吊艇架在邮轮上的适用性分析

基于IMO相关规范要求,针对大型豪华邮轮乘员众多、救生艇数量庞大、甲板空间有限的特点,结合国产设备发展现状和配套情况,比较国产各类型设备外形结构和性能特征,分析限制设备在邮轮上的配置和布置的条件,总结出适用于邮轮的设备类型。

气胀式救生筏检修方法与常见故障排除

气胀式救生筏是一种在船舶发生海难事故时供遇险人员使用的、经充气形成具有浮力的水上救生器具。文章叙述了救生筏的结构组成、检修流程,列举了常见故障现象,给出了相应的排故措施,并对救生筏搬运、运输、贮存、检修和安装中的注意事项进行了说明,可为救生筏检修人员提供一定的参考。

基于载荷谱的三峡升船机齿条疲劳寿命评估

针对三峡升船机齿轮齿条在全寿命周期内可能面临疲劳失效的问题,基于驱动电动机以及同步轴转矩计算出的齿轮齿条载荷,构建了包含受力齿面、载荷循环次数的齿条载荷谱;结合齿条的S-N曲线、Miner线性累积损伤准则,计算了齿条在设计寿命35年内的损伤度及剩余疲劳寿命。此外,采用累积迭代法计算了齿条的接触、弯曲安全系数,实现了齿条实际载荷与设计载荷下安全系数的相互对比与运行安全性能验证。研究表明,齿条上齿面的啮合次数较多,其概率为73.03%;在设计寿命内,齿条上齿面的接触疲劳总损伤度为1.65×10^(-12),按载荷谱的总循环次数为1.87×10^(17);齿条上齿面的弯曲疲劳总损伤度为8.15×10^(-14),按载荷谱的总循环次数为3.78×10^(18),齿条在设计寿命35年后具有很长的剩余疲劳寿命;齿条的接触安全系数SH=2.958,弯曲安全系数SF=8.106,均大于所选取的较高可靠度下的最小安全系数与设计载荷下的计算安全系数,升船机齿条的安全裕量充足。研究丰富了超大模数齿轮齿条疲劳寿命领域的相关研究,为三峡升船机的运行维护提供了理论基础和数据支撑。

舰船全寿命敏捷供应链信息共享研究

舰船全寿命敏捷供应链及其信息视图形成与产品全寿命协同设计及其动态联盟组建过程是密切相关的。数据网格(D ata G rid)主要包括数字图书馆技术和数据网格服务技术,它能为敏捷供应链与其它信息系统集成和共享提供技术保障。根据舰船全寿命敏捷供应链信息共享需求,提出了一个多层次交叉的、以两个数据网格服务中心(船舶设计建造和运行维修两个数据网格服务中心)为基础的船舶全寿命动态联盟信息共享结构及基于数据挖掘算法的资源和信息发现流程。在通过数据网格服务获取某设备的维修数据后,应用改进的灰色聚类算法发现故障的规律,这对新产品的改进和开发是很重要的。一个已开发的原型系统实现了两个数据网格服务中心的信息共享并将灰色聚类算法应用于船用泵的故障规律的发现。

无失效数据情形船舶E-Bayes可靠性分析

为了解决造价昂贵以及高可靠性产品的可靠性评估问题,基于船舶无失效数据情形,提出了船舶寿命的可靠性评估方法。根据E-Bayes(Expected-Bayesian)理论,设船舶寿命服从指数分布,在失效率的先验分布为Gamma分布,且两个超参数选择三种不同的先验分布情况下,给出船舶失效率和可靠度的三种E-Bayes估计模型;对比分析三种模型,给出EBayes估计的渐进性质。结合集装箱5 600船舶(标箱)寿命无失效数据进行计算,结果表明本文提出的船舶可靠性的E-Bayes估计模型可行、便于工程应用,其中第二种模型当两个超参数同时选取均匀分布时,估计结果更稳健更保守。

虚拟试验技术在舰船材料寿命预测中的应用

介绍了国内外舰船材料寿命评估及腐蚀数据库工作的现状,指出了传统腐蚀测量分析方法在特殊环境应用中的不足。分析了虚拟技术在海洋环境试验中的应用前景,提出了建立虚拟环境平台,发展设备腐蚀寿命软测量环境预测技术的建议和措施。

模块化救生装置的研制

根据集装箱船加改装成医院船工作中的需要,为满足船上人员海上遇险救生需要,研制了模块化的救生装置。针对模块化医院船的特点,提出担架伤员撤离主要通过救生艇,并对救生艇模块的设计进行了详细的说明,还介绍了海上撤离系统和气胀式救生筏。通过海上试验,证明该套救生装置可顺利地在集装箱船上安装和使用,可有效满足医院船的人员海上遇险救生需要。

基于BP神经网络的舰船维修成本估计

舰船维修成本估计直接影响舰船企业的运营效益,针对当前舰船维修成本估计方法存在的一些局限性,以延长舰船寿命,提出基于BP神经网络的舰船维修成本估计方法。首先介绍当前舰船维修成本估计研究现状,找到当前各种舰船维修成本估计方法的不足,然后在此基础上依据舰船维修成本变化特点,引入BP神经网络建立舰船维修成本估计模型,最后通过Matalab2017平台实现了舰船维修成本估计仿真实验。相对当前其他的舰船维修成本估计方法,BP神经网络可以更好地跟踪舰船维修成本变化特点,不仅舰船维修成本估计精度高,而且舰船维修成本估计建模时间短,为解决复杂多变的舰船维修成本估计问题提供了一种新的方法。

当代大型邮轮绿色设计体系构成分析

目的针对我国大型邮轮设计建造尚处于起步阶段,急需建立邮轮绿色设计体系与方法,以国外现有大型邮轮为蓝本,分析评估大型邮轮从设计、建造、运营到报废拆解的整个生命周期进程,探究当代大型邮轮的绿色设计体系构成要素。方法运用工业工程中产品绿色设计原则与船舶行业中"绿色船舶"的定义,提出了邮轮绿色设计的概念及邮轮绿色设计应遵循的基本原则;依据国际海事组织(IMO)和各国船舶行业协会的船舶绿色设计建造相关法律法规和规范标准,分析评估大型邮轮全生命周期,以满足用户功能需求与安全可靠性为前提,在遵循邮轮绿色总体优化、结构轻量化设计、降低振动噪声、采用先进建造工艺与绿色动力系统的基础上融合邮轮美学设计,构建了邮轮总布置设计、外观涂装设计、功能空间规划布局、内部装饰设计、采光与照明设计、材料工艺应用等的绿色设计方法,从而梳理出大型邮轮绿色设计体系。结论研究结论可为建立我国大型邮轮绿色设计体系方法的标准和规范提供参考。

一种基于经济寿命理论的船闸大修周期确定方法

船闸大修周期的确定是船闸管理工作的重点,目前我国在这方面没有统一规定。将技术经济学中设备经济寿命的概念引入船闸大修周期的确定过程,使船闸的大修更加经济合理,为船闸大修计划的制定提供了新的思路,改变各船闸根据经验或是大修工程审批情况制定大修计划、船闸带病运行的现状。

某型反舰导弹使用寿命主要影响因素分析

为了准确地修复反舰导弹中寿命较短的部件,增加导弹的使用寿命,对确定影响反舰导弹使用寿命的主要影响因素进行分析。根据导弹在不同服役环境下的寿命折算,建立环境因子模型,并使用寿命影响因素进行分析。分析结果表明:导弹在温、湿、振动等综合环境应力影响下,服役5 a后质量状态相对较差。该分析结果可为海军反舰导弹的备件采购和管理、延寿方案制订及新研反舰导弹论证、设计提供指导。

绿色船舶的现状和发展前景分析

良好的国际和国内经济环境,为我国船舶工业的发展提供了十分广阔的发展空间。由于船舶特殊的工作环境,对船舶设计、制造和使用中耐腐蚀性、可靠性、能源消耗以及对环境可能造成的污染等性能提出了更高的要求。因此,在船舶设计制造和使用的全生命周期内,要始终贯彻绿色的理念。综述了我国船舶工业绿色设计和制造的现状,为业内人士提供参考。

舰艇结构延寿处理的可行性研究

为适应现代海军舰艇的要求 ,提高舰艇结构的疲劳寿命 ,以保证舰艇在长期服役期间的安全性具有重要意义。本文综述了焊接残余应力对舰艇焊接结构疲劳寿命的影响 ,分析了各种主要延寿处理技术对舰艇结构的适应性。通过爆炸处理对潜艇用钢 92 1性能影响的初步研究 ,着重分析了爆炸处理技术在舰艇结构延寿处理方面的可行性。

大型集装箱船舱口盖疲劳寿命研究

提出大型集装箱船舱口盖的疲劳问题,基于S-N曲线提出分析方法,对某8530TEU集装箱船上的典型舱口盖结构进行疲劳寿命分析,并将计算结果与船级社规范推荐方法计算的结果相比较,得到有益结论.