风翼助航改装船对机桨配合影响的研究

为了研究混合动力船舶风翼助推力与主推进装置动力的耦合技术,估算了目标船舶阻力,利用Fluent仿真软件研究了目标船在满载、服务航速工况下,风速分别为10 m/s和15 m/s时的风翼助推力,并分析了风翼助航系统对船舶螺旋桨特性以及机桨匹配工况点的影响,最后提出了相应的解决策略.     

基于AMESim船舶风翼回转液压系统仿真分析

根据功率键合图理论,建立船舶风翼液压回转系统数学模型,并利用高级仿真软件AMESim对该液压回转系统进行了系统建模和仿真研究.针对船舶在航行过程中,风翼回转时可能遇到的工况对液压系统进行加载,得到系统运行时帆位角随设定信号的变化规律,以及伺服阀和液压马达的动态特性,并通过改变液压系统的相关参数,对液压系统进行优化,提高船舶风翼回转液压系统的安全性和稳定性.     

风翼液压系统故障诊断方法综述

风翼助航是实现船舶绿色化发展的有效途径之一。液压系统作为风翼动力系统的重要组成部分，其运行状态决定风翼助航船运行的可靠性与节能效果。以风翼液压系统为对象，综合分析其故障部位、方式、特点以及故障后果，通过梳理国内外液压系统的故障诊断方法，分析各类诊断方法在风翼液压系统上的适用性，并总结各类诊断方法的特点和不足。结果表明：具有多层次诊断结构的智能诊断方法在提升大型复杂液压系统故障诊断精度及降低诊断模型复杂度方面具有优势，将成为船舶风翼液压故障诊断研究的发展趋势。     

海况识别下的船舶航速动态优化方法

为实现在海况信息、航线信息已知的前提下,船舶能够根据不同的海况调整航速,达到降低整个航次船舶主机油耗的目的,本文以定航线船舶为对象,研究船舶航速动态优化方法。基于聚类和分类算法的海况识别方法建立航线分段模型,将航线分成航向单一、海况类似的航段。以总航程、航行时间、主机转速作为约束条件,基于遗传算法求解航速动态优化问题。结果表明：与优化前主机油耗相比较,从巴西圣路易斯到非洲好望角定航线的30万吨级散货船可减少消耗3.38%的燃油。本方法能够提高营运船舶的能效水平,为船舶航行航速的决策提供参考。     

船舶风翼液压系统小角度回转控制策略研究

为了优化风翼回转液压系统在小角度转动时的控制策略,选用一种升力系数较大的多段翼风翼,根据风翼模型风洞实验数据得出风翼气动特性曲线。基于实验数据设计目标船风翼回转液压驱动系统,建立AMESim仿真模型并在液压实验台中验证其正确性。围绕船舶风翼小角度转动的需求,确定正弦启动和制动控制信号,进而确定风翼小角度转动时液压驱动系统启动和制动最佳控制策略。结果表明：风翼回转液压驱动系统启动和制动采用正弦控制信号,且启动和制动时间为2～3 s时系统压力波动较小,有利于液压系统的稳定运行。     

风翼回转液压系统控制策略仿真及实验研究

风翼回转液压系统是风翼助航船舶必不可少的一部分。在实际运行过程中,要求此液压系统能够稳定运行,压力波动小。对风翼回转液压系统在AMESim中建立仿真模型,在给定4种不同起动和制动控制信号的情况下,分别在仿真模型和实验台液压系统中比较压力波动和峰值压力,找出最适宜的起动和制动信号。在确定控制信号的基础上,通过对比不同起制动时间下系统的动态特性,最后确定系统最佳起动和制动时间。为风翼的实船应用奠定了基础。     

神经网络在船舶柴油机NOx排放特性预测中的应用

为了预测船舶柴油机N0x排放特性,从初始权值的选取及学习率动态优化对BP算法进行了改进,通过改进的均匀试验设计法,对少量具有代表性、易于测试的工况进行N0x排放测试,利用BP神经网络建立了船舶柴油机NOx排放特性预测模型并进行了计算,与实测的4种工况进行比较.结果表明,第1工况的N0x排放浓度相对误差为3.7%,N0x比排放的相对误差为4.3%,而其他各工况的N0x排放浓度相对误差在2.4%以内,NOx比排放相对误差在2.9%以内.因此,该模型预测精度较高,与试验结果吻合良好,能有效地预测船舶柴油机N0x排放特性.     

基于AMESim船舶风翼回转液压系统泄漏仿真研究

根据风翼回转液压系统,在液压仿真软件AMESim中建立仿真模型,针对系统中可能出现的引起泄漏的因素,在模型中分别进行模拟分析,得出不同泄漏类型对系统的影响结果。为液压系统的泄漏故障诊断和预防提供了理论依据,并为风翼回转液压系统的实船应用奠定基础。     

实船数据环境下船舶主柴油机性能评估方法

针对现阶段营运船舶的监测数据存在部分运行参数缺失和数据频率低的问题,提出一种实船数据环境下船舶主柴油机性能评估方法.首先,使用柴油机台架试验数据进行曲面拟合,生成性能参数的初始估算值;然后,以平均值模型为基础,建立柴油机非线性状态空间模型,并定义以状态导数为自变量的准则函数,利用梯度搜索优化对缺失运行参数和性能偏移系数进行循环迭代辨识;最后,通过三维曲面拟合将辨识结果拟合为主机性能map.选取某远洋船由高纬度向低纬度航行过程中MAN BW 6S35MC主机监测数据为算例,对评估算法进行验证.结果表明:算法对缺失运行参数辨识的平均误差在0.5%,~1.5%,.通过性能偏移系数修正之后的map不受环境和工况的影响,可以用来描述柴油机性能;长期主机性能评估结果可以描述主柴油机的性能退化过程.     

翼帆回转实验台风阻力矩扰动实验研究

根据翼帆空气动力学特性和受力分析结果,设计并搭建翼帆回转液压实验台。通过将复杂变化的随机风扰动抽象简化为简单、规则的集中信号波的形式,并将其换算成风阻力矩模拟数值信号波,输入到翼帆回转实验台的扭矩加载器中,最终得到了液压系统中各个扰动信号对应的多组液压特性曲线,进而得出风阻力矩扰动信号对翼帆回转的影响结论。为翼帆回转机构及其液压驱动系统设计和实船应用奠定实验研究基础。