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文檔簡介
1、本文針對全球節(jié)能減排的重大需求以及遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船隊(duì)降低燃料消耗、控制運(yùn)營成本的迫切需要,研究了風(fēng)翼助航船舶航線優(yōu)化的問題,為其有效利用海洋風(fēng)力資源提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。
本文首先利用歐洲天氣預(yù)報(bào)中心發(fā)布的近20年的月平均海洋風(fēng)場數(shù)據(jù),對海洋風(fēng)場的風(fēng)速風(fēng)向分布特征進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,目標(biāo)航線的風(fēng)場在夏季風(fēng)和冬季風(fēng)影響的較長時(shí)間保持穩(wěn)定,有較大的利用空間?;诖颂岢隽孙L(fēng)翼助航船舶通過優(yōu)化船舶航線,在全局最優(yōu)的前提下允許適度“繞航
2、”,以充分發(fā)揮海洋風(fēng)場的助推效能,達(dá)到節(jié)能減排、提高營運(yùn)效率的新思想。
其次,通過對風(fēng)翼助航船舶的運(yùn)動(dòng)分析,建立了目標(biāo)船舶的MMG分離型運(yùn)動(dòng)模型,根據(jù)目標(biāo)風(fēng)翼風(fēng)洞試驗(yàn)的結(jié)果,對目標(biāo)風(fēng)翼進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),通過變換相對風(fēng)向角和風(fēng)翼操帆角確立不同風(fēng)向角下的最佳攻角,獲得了最大助推力系數(shù)與相對風(fēng)向角的關(guān)系,并利用目標(biāo)船的試航數(shù)據(jù),對比無風(fēng)場條件下的模擬航行數(shù)據(jù),驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性,為航線優(yōu)化計(jì)算提供基礎(chǔ)。
在船期確定的情況下,
3、風(fēng)翼助航船舶可以降低主機(jī)輸出功率,借助風(fēng)場輔助推力保持定航速航行,從而達(dá)到節(jié)能效果。以此為優(yōu)化目標(biāo),本文構(gòu)建了定航速航行條件下的計(jì)算風(fēng)翼助航船舶主機(jī)輸出的模型以及航線優(yōu)化模型評價(jià)準(zhǔn)則,進(jìn)而建立“最節(jié)能”航線優(yōu)化模型。
針對航線優(yōu)化模型的特點(diǎn)和計(jì)算規(guī)模,本文基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法對模型進(jìn)行求解,并以30萬噸級的VLCC為目標(biāo)船,對模型進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明:優(yōu)化的航線比大圓航線主機(jī)功率輸出減少4.41%,而航時(shí)只增加4.17小時(shí),航程增
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