风帆助航节能应用研究

【摘要】：近20年,随着经济的快速发展,世界贸易量在不断增加,使得船舶的运输量一直呈增长态势。轮船对于世界货物运输起着非常重要的作用。但是航运业在创造收入,促进经济发展的同时,也造成了严重的环境污染,很明显,各个码头和船厂周边的海域都有不同程度的石油污染。09年12月的哥本哈根会议上,我国极力想促成各国签署《联合国气候变化框架公约》,虽然未果,但是也反映了国家对环境污染问题的重视和对环境保护的决心。风能作为清洁能源中已经应用较为广泛的一种,已经被证明可以作为船舶推进动力,并有很好的效果。本文将对风帆的性能进行计算分析,得到性能优良的风帆类型,再次基础上计算风帆能提供的节能效果。 首先,在计算风帆性能的过程中,将应用CFD软件,对风帆的翼剖面空气动力特性进行计算,然后以风帆翼剖面的空气动力学性能为基础,对风帆的推力和横向力进行计算分析,并对风帆进行了对比研究。第二,应用最优的风帆,以实际远洋航线为例,计算风帆能提供的功率增益,经计算,可以风帆在该航线上提供4%-10%的主机功率。第三,风帆在实际应用中不仅有优点,也有缺陷,本文将简要阐述风帆对船舶不利影响,最后,根据对风帆助航在船舶方面应用的研究,提出可以改进的建议。 【关键词】：风帆助航 CFD软件 风帆节能
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：U664.31
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 研究背景与意义9
• 1.2 风帆船的发展过程与趋势9-14
• 1.3 本文的研究内容14-16
• 第二章 风帆性能计算及优化设计16-42
• 2.1 风帆性能主要参数16-18
• 2.1.1 翼剖面形状16-17
• 2.1.2 风帆形状参数17-18
• 2.1.3 风帆的数量和面积18
• 2.2 风帆性能计算方法18-32
• 2.2.1 风帆船受力分析18-21
• 2.2.2 FLUENT软件简介21-23
• 2.2.3 风帆性能计算过程23-32
• 2.3 风帆性能计算结果及分析32-42
• 2.3.1 拱度比对风帆推进力的影响32-40
• 2.3.2 展弦比对风帆推进力的影响40-42
• 第三章 风帆助航节能效果分析42-49
• 3.1 风帆助航节能效果计算方法42-44
• 3.1.1 风帆功率增益计算42
• 3.1.2 风帆经济性分析方法42-44
• 3.2 风帆节能效果计算44-49
• 3.2.1 航线基本情况44-45
• 3.2.2 风帆参数设定45
• 3.2.3 风帆助航节能效果计算45-49
• 第四章 风帆稳性校核及不利影响49-53
• 4.1 风帆稳性校核方法49-51
• 4.1.1 横向力矩Mf计算49-50
• 4.1.2 最小倾覆力矩Mq确定50
• 4.1.3 稳性校核要求50-51
• 4.2 横向力带来的力的损失51-53
• 4.2.1 船体阻力的增值△Rb51
• 4.2.2 舵阻力增值ΔRr51-53
• 第五章 总结与展望53-55
• 5.1 论文总结53
• 5.2 后续工作53-55
• 参考文献55-57
• 致谢57-58
• 研究生履历58

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