基于縱傾優(yōu)化的船舶能效研究.pdf

1、在環(huán)境污染日益加劇、營運成本不斷高漲的背景下，節(jié)能減排已成為航運業(yè)首要的戰(zhàn)略措施。為此，IMO提出以EEOI作為客觀衡量營運船舶能效水平的新標(biāo)準(zhǔn)。
　　本文選取一艘定轉(zhuǎn)速航行模式的靈便型油輪為目標(biāo)船，采用Fluent數(shù)值計算和Simulink建模仿真的方法，分析主機(jī)轉(zhuǎn)速、船舶吃水及縱傾的變化對目標(biāo)船營運能效的影響，并計算提高目標(biāo)船營運能效水平的最佳縱傾，為營運船舶的節(jié)能減排探尋一種有效的新方法。
　　首先，建立目標(biāo)船船模的數(shù)

2、值拖曳水池，利用Fluent對RNG k-ε湍流模型、雷諾時均方程RANS及基于VOF多相流的Open Channel模型進(jìn)行迭代計算，并通過三因次法的實船阻力換算，獲得目標(biāo)船在不同浮態(tài)下滿足工程精度要求的靜水航行阻力。其次，通過船體運動模塊、阻力模塊、推進(jìn)系統(tǒng)模塊及EEOI模塊，建立能確定目標(biāo)船主機(jī)轉(zhuǎn)速n-船舶航速Vs-EEOI間對應(yīng)關(guān)系的Simulink準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)仿真模型。最后，利用目標(biāo)船的實船數(shù)據(jù)對模型準(zhǔn)確性進(jìn)行驗證，并對目標(biāo)船營運能

3、效做定量的優(yōu)化分析。計算結(jié)果證明:在航期允許范圍內(nèi)，減速和滿載航行是降低EEOI的重要措施;在目標(biāo)船主機(jī)額定轉(zhuǎn)速的86％-90％之間，存在轉(zhuǎn)速n-EEOI的相對不敏感區(qū);在船舶裝載量較少情況下，降轉(zhuǎn)速航行的節(jié)能效果更突顯;在艉傾0-4.5m范圍內(nèi)航行均有助于降低目標(biāo)船EEOI，而IMO相關(guān)公約規(guī)定其安全艉傾操縱范圍為0-2.61m，經(jīng)計算其最佳縱傾為艉傾2.61m;目標(biāo)船以最佳縱傾航行，靜水阻力可減少1.9％左右，EEOI值可降低0.8