風帆船動力裝置的建模與仿真研究.pdf

1、國際石油市場形勢日趨緊張，船用燃油價格波動劇烈，人類環(huán)境保護意識日漸強化，對船舶行業(yè)提出了更高的要求。國際上的各大航運企業(yè)都在積極尋找船舶節(jié)能減排的新方法，加大對可再生清潔新能源在船舶上應用的關注和投入，發(fā)展可再生能源已成趨勢。
　　 風能相對其他清潔能源，具有分布廣泛、無限可再生的優(yōu)點，風能運用于船舶推進歷史悠久，作為小型船舶輔助動力裝置的技術較為成熟，風帆助航技術又重新引起人們的關注，但將風帆助航技術運用于大型遠洋船舶的實例

2、較少，在這方面的研究意義顯得尤為深遠。通過本課題的研究，對現有帆翼的類型、空氣動力性能進行了系統(tǒng)的研究，并在此基礎上完成了風帆船動力裝置的仿真研究，為研究風帆船動力性與經濟性提供一定的參考依據。
　　 本文主要研究內容分為四個部分：首先，對已有風帆類型進行資料搜集與整理，并從帆型的結構形式、空氣動力性能、實現自動控制的難易程度，三個方面進行綜合比較選取合適的帆型。其次，運用翼型理論，對帆翼的工作原理進行分析，并通過風洞試驗對帆翼

3、的空氣動力性能進行分析，對影響帆翼空氣動力性能的主要因素，如平面形狀、展弦比、剖面形狀、拱度比等，進行了分析研究。再次，選取目標船，對目標船典型航線的歷史氣象進行統(tǒng)計分析，以滿足船舶穩(wěn)性為前提，最大限度為船舶提供推力為目標，對帆翼的主要參數進行設計，并確定風帆動力裝置在船舶上的布置形式，完成風帆船動力裝置的匹配計算。最后，運用空氣動力學理論，建立帆翼的數學模型，對傳統(tǒng)船舶動力裝置的數學模型進行分析改進，并在Simulink中建立仿真模型