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风帆助航船风帆系统设计及产业化系列研究
| 论文题名： | 风帆助航船风帆系统设计及产业化系列研究 |
| 关键词： | 风帆助航船;空气动力性能;风翼结构;回转驱动;收放设计;风帆控制 |
| 摘要： | 近年来，世界节能环保浪潮高涨，航运业正处于巨大变革的当口。传统航运业正背负着日渐枯竭的能源、逐渐增大的环保舆论压力及日趋严苛的国际法规这“三座大山”。航运业亟需寻找到清洁可再生资源丰富的新能源以缓解当前困局。由于风能具有储量丰富、获取方便的特点，因此目前国内外对利用风能推进的风帆助航船的研究也越发活跃。本文在对现有风帆样式、空气动力性能、适用船型、安装形式等进行了系统分析的基础上设计了典型风帆助航船方案，之后以该船为研究对象，进行风帆系统设计研究并借鉴模块化、设计化设计思想对风帆系统的市场化设计进行了探索性研究，为风帆的市场化工程化设计提供一定借鉴。 首先，基于现有各主流风帆样式及气动资料的对比分析，设计适合市场化的风帆帆型及风帆参数。分析风帆助航船船型选择原则并在国际主流船型中甄选风帆助航适用船型，进行典型风帆助航船方案设计。 其次，根据典型风帆助航船的设计方案，参考船用起重器、挖掘机等重型复杂设备的设计思路，使用规范或有限元数值分析等方法进行典型风帆助航船的风帆系统设计，包括风翼结构设计、风帆回转驱动设计、风帆收放设计以及智能风帆控制设计。 再次，结合已有风帆设计实例、典型航线上风力风向等资料，对船舶加帆后的动静稳性及在长时间工作情况时在复杂风向、风速情况下综合效能计算进行了分析并开展了实力计算，根据其结果对风帆在长时间复杂情况下的经济及环保效益进行了预报。 最后，借鉴模块化、系列化设计思想开展了风帆市场化设计探索—风帆产业化系列设计研究。分析风帆助航典型适用船型的特点，设计了多型适用面较广的风帆系统并就标准风帆系统选型方法进行了介绍。 |
| 作者： | 李安国 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 张裕芳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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