液氢运输船技术探析

氢是实现零碳排放的终极清洁能源,海上液氢储运具有效率高和远距离运输成本低的特点,对于氢能在全球范围内的推广使用至关重要。在跨国跨地区的液氢贸易中,大装载量的液氢运输船是最具经济性、最为便捷灵活的储运工具,同时也是技术难度高且未来市场价值可期的战略性船海装备。目前,国际上有关液氢运输船的设计建造项目逐渐增多,日本、韩国和欧洲部分国家已率先探索跨境液氢贸易,并开展相应的海上液氢运输船项目研究,而国内关于液氢运输船的研究尚处于概念设计,相关规范指南的制定也处于起步阶段。该文通过分析液氢运输船总体设计、液氢围护系统、液氢货物处理系统和动力系统的技术发展现状及特点,为我国液氢运输船研发、设计及相关配套的研究提供技术参考与指导。

深海多金属结核商业开采经济性分析

深海采矿作为海洋资源开发的前沿领域,正逐步从理论探索迈入商业开发阶段。该文聚焦于深海多金属结核商业开采的经济性分析,归纳了经济性评估的关键要素与方法,构建了完整实用的经济性分析框架。文中选取了2个具有代表性的国际海底多金属结核矿区开发项目,运用上述分析框架进行经济性评估和比较;通过敏感性分析,评估了不确定性因素对项目经济效益的潜在影响,为管理者提供科学的投资决策支持。

重负荷导管舵桨空泡性能研究

该文以兼顾系柱大推力和航行速度为设计目标的推式导管舵桨为研究对象,采用RANS方法中的SST k-ω模型,选择Schnerr-Sauer空泡模式,考察航行和系柱工况下的空泡数值模拟结果,并与模型试验结果相比,得到的空泡形态大致与试验结果相符合,能够很好地捕捉到叶背片空泡、叶面空泡、梢涡空泡、梢隙空泡。因为吊柱与导管、导管桨的距离较近,出现了连体涡空泡现象,文中进一步分析了吊柱-导管桨距离与连体涡强度的关系,提出抑制连体涡空泡产生的距离(即距离大于0.35D,可基本消除连体涡空泡),对基于空泡性能的导管舵桨优化设计提供了重要支撑。

船用起重机选型与布置研究

船用起重机型式多样、起重量大、性能优良且用途极其广泛,能够用于各类船舶,是现代船舶不可或缺的重要配套设备之一,在船运行业发挥着重要作用。该文以船用起重机为研究对象,对其选型与布置的原则、流程及注意事项进行全面系统地分析。通过建立起重机简化模型,明确起重机选型与布置原则,梳理起重机选型与布置流程,总结起重机三维布置审查要点,旨在指导技术人员基于文中所述布置方法,快速确定起重机的位置;同时指导技术人员利用CATIA三维设计软件,在三维环境中快速检查起重机的干涉情况,验证起重机位置的合理性。

船舶进出三峡升船机时下沉量模型试验研究

船舶在狭浅水域航行时,由于水体流动及波浪的复合影响,会造成船舶航行下沉量较大而存在触底的风险,危及船舶结构和通航设施的安全,如何有效地评估船舶航行下沉量对航运安全有重要意义。该文以船舶通行三峡升船机为例,通过牵引船模试验方法测得不同船型在进出三峡升船机航行时的下沉量,拟合出不同船型下沉量计算公式。研究表明:航速是影响船舶航行下沉量的重要因素,船舶出升船机过程应作为最大下沉量的控制工况。研究结论可为航运管理部门制定通航管理规定和船舶设计单位设计相关船型提供技术支撑。

狭小边岛型驾驶室集成优化设计研究

某艇采用边岛型上层建筑,驾驶室空间狭小,人员编制少,驾驶室航行资源较为有限,需要在较小的空间内通过较少人员来完成航行操纵,保障航行安全。在采用先进技术理念、优化体系结构和保障航行安全的前提下,充分考虑“集成优化”和“一人驾驶安全策略”,完成适应狭小边岛型驾驶室条件、符合航行操纵条件的紧凑型驾驶室布局及驾控台的设计与优化研究。对驾驶室进行三维建模,并对驾驶室视域和盲区、窗、空间布置及驾控台等进行了三维虚拟评估,对不满足驾驶室人机环境标准的指标进行分析,并提出改进建议。根据人机环境评估结果表明,改进后的方案满足驾驶室作业空间和视域的人机工程设计基本要求。

基于RANS方法的NACA0009水翼梢隙涡数值模拟

梢隙涡空泡计算是一项具有挑战的课题。文章以准确预报水翼和壁面之间的梢隙涡为目的,采用雷诺平均应力(RANS)结合Schnerr和Sauer模型方法进行数值研究。对于无空泡状态,不同湍流模式的适用性研究结果表明SST 模型具备较高精度;对于有空泡状态,研究结果发现空泡的存在使涡心轨迹发生一定改变,使其更加贴近壁面和吸力面。通过研究分析得到诱导空蚀发生的一个重要因素,且表明梢隙涡空泡观测预报梢隙涡具有一定应用价值。

基于模型的船舶厂所异地协同设计技术研究

随着信息技术的飞速发展和数字化工程技术在船舶研制过程中的深入应用,异地协同设计已成为船舶研制未来发展的必然趋势。文章基于模型的船舶厂所异地协同设计模式的研究,开展以总体所向工厂交付三维模型为标志的设计转阶段的探索,总装厂可以直接在三维模型基础上进行生产和工艺设计,从而达到提高研发效率、缩短设计周期、提升产品质量的目的。同时也对基于模型定义(MBD)技术在船舶厂所异地协同设计应用的前景进行展望和分析。

混合能源技术在船舶上应用研究概述

研究并概述通过直流微电网高效安全接纳风能、太阳能等诸多可再生新能源发电系统以及动力电池、超级电容等存储系统,与传统基础能源发电系统共同构建混合能源发电系统并应用于船舶配电技术领域,对推进船舶节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义。

新型深远海综合科学考察实习船“东方红3”

中国海洋大学的“东方红3”号是我国自主创新研发的新一代深海大洋综合科学考察实习船,由中国船舶及海洋工程设计研究院(MARIC)研发设计,江南造船(集团)有限责任公司建造。该船采用AFE有源前端变频驱动的综合电力推进系统,设双轴双定距桨、双襟翼舵、1台首侧推、1台尾侧推,DP-1级动力定位,挂中国旗,入级中国船级社。

MARIC设计、黄埔文冲建造的插桩式抢险打捞工程船开工

11月16日,由中国船舶及海洋工程设计研究院(MARIC)设计的广州打捞局插桩式抢险打捞工程船,在中船黄埔文冲船舶有限公司开工建造。该船总长130m、型宽42m、型深9m、桩腿长90m、设计吃水6m、设计作业水深50m,具有DP2级动力定位能力,最大作业水深为50m,可在无限航区航行。该船主要用于沿海及近海浅水水域应急清障和抢险打捞作业,具备起重、运输、储存及补给等抢险打捞作业支持功能,能够完成打捞作业现场的设备吊运、小型沉船整体打捞、大型沉船辅助打捞、沉船货物特别是危险品的卸货和舱内存油卸载以及现场作业人员的生活支持等工作,同时可用于近海风电场风机基座、支撑塔架、机舱及叶片的运输和吊装,兼顾海底管线维修、平台维修、平台生活支持和近岸各类结构物的吊装等工作。

两栖攻击舰初步总体方案综合评估方法

针对两栖攻击舰总体方案综合评估的特殊性和复杂性,分析国外舰船立项论证阶段初步总体方案综合评估技术发展,采用层次分析方法与决策理论中效用函数理论,从综合效能、技术风险、费用三方面建立立项论证阶段两栖攻击舰初步总体方案综合评估指标体系及方法,为两栖攻击舰立项论证阶段初步总体方案确定提供技术支撑。

科考船三维设计领航船舶设计新体验

针对科考船设备多、空间小、设计状态较难早期固化、更改频繁等技术难点,文中以"东方红3"号科考船三维体验平台生产设计应用实践为例,阐述了体验设计在实船应用中的研究与探索。满足了设计建造中面临的施工工艺可行性验证和设备布置合理性的应用需求。通过人机工程仿真建模技术的应用,从可达性、可操性、可维性等角度分析设计质量及建造工艺,提前发现前端设计中存在的不足;通过虚拟现实技术的应用,改善了设计人员及用户的体验度。体验设计应用不仅提高设计质量,同时也降低建造风险。

舰船直升机飞行甲板干粉灭火系统的应用及设计

根据舰船直升机飞行甲板易发生油类火灾的特点,结合干粉的灭火机理特性,分析干粉灭火系统对直升机飞行甲板扑灭油类火灾的适用性。结果表明:干粉灭火系统与水成膜泡沫系统联用,对于直升机甲板上油类火灾的扑灭可以取得较好效果。并且,根据干粉灭火系统在国内外舰船直升机飞行甲板的应用情况和相关规范规定,提出了舰船直升机飞行甲板干粉灭火系统的设计要点和使用要点。

CSR和CSR-H的焊接系数研究

归纳和定性分析CSR和CSR-H的焊接系数,确定焊接系数的影响因素。提出焊接系数利用因子的有限元分析方法,确定焊缝强度的应力标准。进行了13艘CSR船舶船体结构焊缝应力的提取和焊接系数利用因子的计算,获得CSR船体结构各类角焊缝利用因子的统计结果。通过短柱和板条梁的焊缝强度试验,验证焊缝强度标准及焊缝应力公式的正确性和适用性。

考虑液舱内部水动力的FPSO波浪载荷研究

为研究液舱内液货自由面水动力效应对船体波浪载荷及船体运动的影响,基于一艘15万吨FPSO,选取液货舱原始布置形式下两种典型装载工况以及一组具有不同长度中部半载液舱的FPSO液舱分布模型,分别采用准静态方法和全动态方法对船体波浪载荷及运动进行计算。结果表明,使用准静态方法进行波浪载荷预报具有工程可靠性,中部半载液舱长度对船体波浪载荷及运动有一定影响。

小水线面双体船操纵性数值预报方法研究

文章基于粘性流体理论,采用CFD技术,通过对双体船变漂角旋臂运动的模拟,得到代表小水线面双体船舶操纵性能的水动力导数。利用MMG模型,对小水线面双体船的操纵性能进行初步预报。根据变漂角旋臂运动的数值模拟,既可从中得到仅仅与漂角和角速度有关的水动力导数,也可获得包括高阶导数和耦合导数在内的操纵性运动水动力导数。文章在保留三阶水动力导数的情况下,将代入高阶耦合水动力导数的操纵运动方程所绘制的回转圈与不代入高阶耦合水动力导数的回转圈进行对比,体现了高阶耦合水动力导数对于小水线面双体船操纵性预报的重要性,并以某双体船型为例,对其操纵性能进行预报。

1.6万标准箱集装箱船外飘砰击及结构强度计算研究

超大型集装箱船面临首部特殊型线与高航速所带来的不容小视的首部外飘砰击载荷作用。文中以1.6万标准箱集装箱船为例,首先基于时域Rankine源法计算集装箱船的非线性运动响应;然后预报首部区域发生外飘砰击的概率和砰击压力极值;最后考虑外飘砰击对首部局部区域的作用,对1.6万标准箱船的首部结构进行了有限元分析,评估船体结构承受外飘砰击载荷的能力,为首部结构设计提供参考依据。

基于Plant Simulation船舶分段制造车间的仿真与优化

目前分段车间生产过程面对的主要问题是生产流程受各类资源约束,无法达到节拍均衡生产。文章基于Plant Simulation软件采用流程再造技术,仿真船舶分段制造车间的生产流程,分析生产节拍的均衡性,并对此流程进行优化,进而得出最优的生产资源配置情况,消除制造瓶颈,使生产节拍最优。

非能动余热排出系统模化及验证分析

模化理论是核反应堆安全系统试验验证的基础。文中以国外某核电厂的非能动余热排出系统为对象,通过模化分析确定一回路失电事故工况下非能动余热排出系统的模化比例系统;采用RELAP5/MOD3.2软件对工程原型和模化系统进行了数值计算,数值结果验证了非能动余热排出系统模化分析的正确性。