船舶動力裝置的案例
脫碳背景下船舶動力裝置與系統的發展
清潔燃料的發展與動力裝置的發展相輔相成，面向船舶應用清潔燃料的發展需求，船舶動力裝置與系統呈現出多元化的發展趨勢，除內燃機外，燃料電池、鋰電池、混合動力系統等新型動力裝置與系統在船上的應用越來越多。在實際應用中，不同噸位、不同航程的船舶存在不同的加注和動力需求，應綜合考慮清潔燃料的能量密度和動力裝置的輸出功率，為不同需求的船舶選擇合適的清潔燃料及相應的動力裝置。
1、
內燃機
天然氣發動機主要有高壓和低壓兩種技術路線，高壓機型在熱效率、燃料品質適應性、甲烷逃逸控制、功率范圍等方面具有一定優勢，低壓機型在NOx排放、供氣系統復雜程度及成本等方面表現較好。總體而言，天然氣發動機技術基本趨于成熟，規模化應用已成為可能，業界正在針對甲烷排放控制、動態特性優化等方面開展技術攻關。
甲醇-柴油雙燃料低速二沖程發動機已有成熟產品，并在甲醇運輸船上投入應用，基于柴油機改造的甲醇燃料中速機在國外車客渡輪上有一定應用經驗，但仍有待進一步發展，業界正針對滿足Tier III要求的NOx排放控制方案，以及甲醇、甲醛等非常規排放控制開展技術研發。
氫-柴油雙燃料內燃機在小型客船上已開展試點應用，兆瓦級氫-柴油雙燃料中速機目前處于研發階段，業界正在針對氫燃料點火能量低、火焰傳播速度快、燃燒溫度高等問題，重點突破氫燃料燃燒控制、NOx排放控制等關鍵技術。
展開 特別關注｜這些常規船舶水動力節能技術，誰更勝一籌？
水動力節能裝置是指安裝在螺旋槳前方或后方的以提高螺旋槳推進效率、降低槳后尾流能量損失為目的的附體裝置，其節能效果一般可達到3%-8%。
圖4 船尾流場能量損失分析
如圖5所示，根據安裝位置的不同，水動力節能裝置一般可分為槳前和槳后兩類：
槳前節能裝置：安裝在螺旋槳前方，主要通過改善螺旋槳進流品質或提供預旋流動等方式提高螺旋槳推進效率來達到節能目的。典型的槳前節能裝置包括伴流補償導管、前置導葉、前置預旋導輪、整流鰭等。
槳后節能裝置：安裝在螺旋槳后方，主要通過回收螺旋槳尾流能量損失來達到節能目的。典型的槳后節能裝置包括槳轂消渦鰭、舵球、舵附推力鰭、扭曲舵等。
目前，國內由中國船舶科學研究中心開發的前置預旋導輪、槳轂消渦鰭等節能裝置產品也已達到國際先進水平，已獲得千余艘船舶的應用，得到了市場廣泛認可。
圖5 典型的船舶水動力節能裝置
(1)前置預旋導輪
前置預旋導輪(CMES-PSV?)是一種由中國船舶科學研究中心自主開發的，將前置導管與前置導葉有機結合的組合式節能裝置，節能效果一般可達3%-8%。根據船尾流動特征，有兩種形式，如圖6所示，一是前置導葉完全置于導管內的常規導輪，適用于船尾相對肥大的船舶；另一是導葉伸出導管外的光芒型導輪，適用于船尾相對瘦削的船舶。
展開 gPROMS真空沸騰式海水淡化裝置在船舶航海方面的應用
gPROMS真空沸騰式海水淡化裝置在船舶航海方面的應用
1. 背景描述
真空沸騰式海水淡化裝置，在真空條件下加熱和汽化。
圖1真空沸騰式海水淡化裝置工作原理圖
2. 技術路線
本文利用gPROMS自帶的基礎模型庫搭建了與海水淡水裝置同樣工作原理的流程圖，如圖2所示。其中圖2中的“HX1”模型是缸套冷卻水與補給海水進行換熱的換熱器；圖2中的“Pipe”模型的作用是類似于海水淡化裝置中抽空氣，是為了降壓，使水分蒸發；圖2中的“Seperator”模型類似于海水淡化裝置中的冷凝器，是氣液兩相分離；圖2中的“HX2”模型是冷卻海水與淡水進行換熱的換熱器。
圖2 gPROMS中搭建的海水淡化裝置工作原理流程圖
3. 模擬計算
海水溫度：298.15K，組成：0.98/0.02(H2O/NaCl)，壓力1bar
海水加熱出口溫度：325K
真空壓力：1000Pa
淡水冷卻出口溫度：300K
計算結果如圖3所示：
圖3 計算結果
3.1裝置壓力對淡水流率的影響
裝置壓力對淡水出口流率是有顯著影響的，下圖4是裝置壓力對淡水出口流率的靈敏度分析流程圖。
圖4真空度對淡水出口流率的靈敏度分析流程圖
其結果如下圖5所示，可以得出海水裝置中壓力越小，淡水流率越大。
圖5裝置壓力對淡水流率的影響
3.2海水經過加熱器后的出口溫度對淡水流率的影響
海水經過加熱器后的出口溫度對淡水出口流率是有顯著影響的，下圖6是海水經過加熱器后的出口溫度對淡水出口流率的靈敏度分析流程圖。
圖6 海水經過加熱器出口溫度對淡水出口流率的靈敏度分析流程圖
其結果如下圖7所示，可以得出海水經過加熱器出口溫度越大，淡水流率越大。
圖7海水經過加熱器出口溫度對淡水流率的影響
4.
展開 新能源動力船舶是船舶設計新方向
隨著全球溫室效應的加劇，國際海事組織（IMO）也越來越關注船舶溫室氣體排放對全球溫室效應的影響。在IMO第57次海環會（MEPC57）上，正式通過了國際防止船舶造成污染公約（MARPOL）附則6關于減少船舶有害氣體排放規則的修正案，并單獨成立了船舶溫室氣體排放工作組，對船舶造成的大氣污染問題進行研究。船舶溫室氣體減排已成為全球造船界熱議的話題之一。隨之而來的是，各式各樣新型船舶推進系統應運而生。目前國際海事組織和歐盟正在考慮制定更為嚴格的污染排放規則，業界也在不斷尋求采用商業可行的措施來替代傳統的船舶動力系統。
燃料電池推進船舶
燃料電池是將燃料（如氫、天然氣、丙烷和甲醇等）中的化學能直接轉化為電能的機電裝置。 作為新一代船舶用燃料，船用燃料電池可以使船舶在行駛時幾乎不排出NOx、SOx、二氧化碳等有害氣體，符合日益規范化的環保要求而受到注目。船用燃料電池的研發是2000年代初開始由歐洲造船強國為中心進行的，所以目前大部分先進技術也由歐洲國家掌握。其中挪威船級社最為活躍。
目前挪威船級社正在開展有關船用燃料電池的全面研究工作，燃料電池動力單元的研制結合了新型電子技術、電子動力以及控制系統技術，且在岸上進行動力單元的測試和認證后，進行實船實驗。
船用燃料電池以燃料電池作為主電源、以蓄能電池組輔助供電模式的新型船舶電力推進系統，包括了至少一套燃料電池系統、一蓄能電池組、一電力推進系統、其它用電負荷、一次電網、二次電網；所述燃料電池系統和蓄能電池組連接在一次電網上，所述一次電網和二次電網連接，所述電力推進系統和其它用電負荷連接在二次電網上。
燃料電池系統從冷態起動到正常運行過程中，或者當燃料電池系統因突發故障不能輸出電能，電力推進系統依靠蓄能電池組應急供電；燃料電池系統進入正常運行狀態后，蓄能電池組處于浮充電狀態。
展開 
動力裝置的振動隔離系統分析 ￥2
第一節 動力裝置的隔振問題
第二節 單自由度系統隔振
第三節動力吸振器
第四節 動力裝置隔振模型
第五節 隔振器的類別
第六節 隔振器位置和支架剛度的選擇
第七節 隔振系統的評價指標
第八節 動力裝置系統的隔振設計
動力裝置的振動隔離系統分析_p01-04.pdf
解密幾種常見的汽車空氣動力學裝置
為了改善汽車高速行駛時的穩定性，設計師們給汽車加上了各種各樣的空氣動力學裝置。本文將為你解密這些裝置的工作原理。
引言
汽車行駛時，氣流與汽車相遇后分開，一部分氣流會沿著車頂流過，一部分氣流沿著車底流過。氣流在車頂的行程相對車底來說更長，氣流的密度相對也較低。根據伯努利原理：流體速度越快，壓力就會越小。因此汽車頂部的空氣壓力就比底部小，從而產生了向上的升力。
然而，升力是飛行的要素，對于地面行駛的汽車來說，升力越大，汽車的穩定性就越差。為此工程師們開發了各種各樣的汽車空氣動力學裝置，以改善汽車高速行駛時的穩定性。
擾流板
擾流板是指安裝在汽車后箱蓋上類似倒裝的飛機尾翼的部件，主要是為汽車提供一定的下壓力。
擾流板的工作原理就是阻礙氣流流動，以在擾流板前方形成高壓區，這種較高的壓力作用在后箱蓋上從而提供下壓力。
擾流板作用原理
汽車上的擾流板多種多樣。如賽車上的擾流板較高，這是為了充分發揮擾流作用，使沒有亂流的氣流直接作用在擾流板上，而且使它產生的下壓力不致于作用車身而抵消其效應。因此必須將擾流板離開車身表面安裝。
兩廂車的頂蓋后緣常安裝一個像鴨尾那樣的擾流板，引導頂蓋上一部分氣流流過后窗表面。這樣既可使后窗后部的升力降低，也可引導氣流將后窗表面浮塵消除，避免塵污附著而影響汽車的后視野。
在許多普通轎車上，也裝有擾流板。但由于這些車的速度都不是很高，因此擾流板也難以發揮實際作用，僅僅達到美化車身外觀的目的。
實車安裝的擾流板
氣壩
氣壩，也就是前擾流器，是指在汽車前部配置一個像墻壁一樣的“大壩”，通常靠近路面并且沿著車身兩側向后延伸，用于阻止氣流進入汽車底部，從而在車身底部產生真空或低壓區域。
低壓區域與車輛前部以及頂部的高壓區域相配合，對汽車前部產生了下壓力。
展開 船舶水動力實尺度計算
基于CFD數值方法，模型尺度與實船尺度模擬的設置與研究有很大的不同：
本次分享船研所陳建挺老師的報告《船舶水動力實尺度計算》
本文來自：與聽風來
船舶快速性、水動力學分析Shipflow介紹
Shipflow是一款性能優越的船舶流體力學分析專用軟件（數字化船模水池），適于民船和軍船的各種水動力特性研究，能夠分析波浪模式、空間流線和波浪增阻、航行下沉和縱傾、粘性阻力、興波阻力、誘導阻力、升力以及螺旋漿效率等船體特性參數。
產品概述
Shipflow最初由瑞典的SSPA 公司和 Chalmers 科技大學在80年代聯合研制并推出，是針對船體和潛水器流體動力學數值模擬的專用軟件。經過20多年的發展，在全世界擁有眾多的客戶群，為船舶流體力學研究提供了可靠、便利的工具。 Shipflow 相當于數字化的船模水池，適于進行民船和軍船的各種水動力特性研究。 Shipflow 模擬可以給出波浪模式、壓力分布、速度矢量、空間流線和波浪增阻、航行下沉和縱傾、粘性阻力、興波阻力、誘導阻力、升力以及螺旋漿效率等船體特性參數。通過結合具體船型進行船舶流場特性預報，比較不同線型方案的性能優劣，提高船舶設計質量，縮短設計周期降低設計成本，發揮設計人員的創造性，加速產品更新換代。
展開 淄柴打造船舶動力中國芯
新能源“淄柴芯”引領未來
當燃油汽車被新能源汽車替代已經成為一種趨勢，那么，蔚藍大海、綠色長江對于環保的要求給船舶發動機廠提出了新課題。
不謀萬世者，不足謀一時;不謀全局者，不足謀一域。
繼首臺L250雙燃料發動機成功下線，今年5月26日上午，淄柴主辦的另一大功率雙燃料發動機動車儀式暨船用發動機技術交流會在青島淄柴博洋柴油機股份有限公司隆重舉行。
這是一場主題為“圍繞雙燃料發動機和船用發動機技術發展”的論壇。淄柴動力有限公司黨委書記、董事長李寶民在會上介紹了淄柴發展戰略，發展綠色能源發動機，用創新驅動引領未來。淄柴動力副總經理黃猛作雙燃料發動機技術主旨講座,詳細講解了淄柴雙燃料發動機的技術特點和技術優勢。
淄柴雙燃料發動機以成熟機型為基礎，應用自主研發的雙燃料技術，以柴油和天然氣為燃料，采用ECU控制單元，達到發動機的最佳空燃比，使天然氣綜合替代率達到80%以上，實現了高效、節能、環保，目前已擁有五大系列雙燃料發動機產品，最大功率達4500KW。
尋找最佳的替代柴油燃料成為淄柴尋找突破的方向，于是，淄柴和天津大學展開合作，他們把目光聚焦在甲醇發動機新課題上。
甲醇是未來滿足硫排放控制區要求的有競爭力的替代燃料。就用作船舶燃料而言，甲醇頗具競爭力。就減排效果來說，甲醇發動機與LNG發動機相差無幾，能使硫化物（SOX）、氮氧化物（NOX）、顆粒物（PM）排放分別減少99%、60%及95%，從而很好地滿足海事法規要求。
2017年，此項目列入由當時農業部主導開展船舶應用甲醇替代柴油扶持項目之中，目前初步性能試驗已經完成，甲醇替代柴油顯示出明顯的經濟和環境效益，今年在南通進行系泊試驗和漁船運行試驗。
展開 海洋論壇▏船舶系泊動力定位控制技術綜述
為解決海洋資源開發問題，為海洋開發裝備提供安全、技術支撐的船舶定位技術應運而生。目前，船舶的定位方式主要有3種：系泊定位技術、動力定位技術和系泊動力定位技術。上述3種定位方式都能夠保證船舶的安全作業，但其應用場景不同且各有優劣。系泊定位又稱錨泊定位，是最傳統的船舶定位方式，它通過由錨、錨和錨鏈等構成的系泊系統將船由錨固定在海底，從而確保船舶在一定的工作區域內作業。
本圖來自界面新聞
這種定位方式簡便易操作，結構簡單、可靠、經濟性好。但是，由于系泊系統的制造及安全成本會隨著水深增加而大幅增長，且機動性差，難以抵御惡劣環境，因此大都用于近海、淺海，海況較好時的海上作業。動力定位技術是僅利用船舶自身推進系統維持船舶位置及艏向的定位方法。它具有精確靈活、機動性強、不受水深制約等優點，可應用于各種水域。但是，因其完全依靠推進系統抵御外界環境，對能源的需求較大，經濟性較差。系泊動力定位技術是結合了系泊定位和動力定位二者的長處，系泊系統和船舶推進系統相互配合使用，既能抵御外界環境干擾，又能夠減少能源消耗，同時可以保證惡劣海況下船舶的安全。因此，與單獨的系泊定位技術和動力定位技術相比，系泊動力定位技術揚長避短，集合了二者的優點，是必不可少的全天候、能耗經濟的安全海洋資源開發技術。
由此，系泊動力定位技術一經提出就受到了廣泛關注。近年來，各國學者在系泊動力定位技術方面的研究成果頗豐。本文重點關注系泊動力定位控制技術的發展動態，從系統構成、模型建立及控制器設計等方面闡述系泊動力定位技術的發展趨勢，分析控制策略的優劣及應用范圍。
展開 電機驅動裝置懸掛參數對_彈性架懸_機車動力學性能的影響
摘要: 利用多體動力學軟件SIMPACK 建立“彈性架懸”機車的半車簡化模型和整車模型，分
析電機驅動裝置懸掛擺桿長度和電機驅動裝置橫向減振器阻尼對機車蛇行運動臨界速度和機車主要橫
向動力學性能指標的影響，得出電機驅動裝置懸掛擺桿長度和電機驅動裝置橫向減振器阻尼對機車動
力學性能的影響規律。
電機驅動裝置懸掛參數對_彈性架懸_機車動力學性能的影響.pdf
OptiStruct在船舶基座動力學優化設計中的應用
本文利用Altair公司的OptiStruct優化軟件，針對某艦艇齒輪箱基座，以制定振動傳遞率為設計性能約束指標，采用尺寸和拓撲優化等模型，對該基座進行動力學優化設計研究。具體內容為：在振級落差約束下，以基座重量為目標函數，進行了 1) 基座肋板尺寸優化設計；2) 基座肋板拓撲優化設計，3）阻振質量（底座方鋼）拓撲優化；4）肋板自由尺寸優化結合底座方鋼拓撲優化。通過對四種方案的計算對比，找到減振效果良好的基座結構拓撲形式，實現了動力學概念設計與尺寸設計的一體化。實踐表明，Altair OptiStruct優化軟件是目前結構動力學優化設計最得力的工具，在船舶設計領域有廣闊的應用前景
OptiStruct在船舶基座動力學優化設計中的應用--郭鳳駿.pdf
展開 船舶快速性、水動力學分析Shipflow?
Shipflow是一款性能優越的船舶流體力學分析專用軟件（數字化船模水池），適于民船和軍船的各種水動力特性研究，能夠分析波浪模式、空間流線和波浪增阻、航行下沉和縱傾、粘性阻力、興波阻力、誘導阻力、升力以及螺旋漿效率等船體特性參數。
產品概述
Shipflow最初由瑞典的SSPA 公司和 Chalmers 科技大學在80年代聯合研制并推出，是針對船體和潛水器流體動力學數值模擬的專用軟件。經過20多年的發展，在全世界擁有眾多的客戶群，為船舶流體力學研究提供了可靠、便利的工具。 Shipflow 相當于數字化的船模水池，適于進行民船和軍船的各種水動力特性研究。 Shipflow 模擬可以給出波浪模式、壓力分布、速度矢量、空間流線和波浪增阻、航行下沉和縱傾、粘性阻力、興波阻力、誘導阻力、升力以及螺旋漿效率等船體特性參數。通過結合具體船型進行船舶流場特性預報，比較不同線型方案的性能優劣，提高船舶設計質量，縮短設計周期降低設計成本，發揮設計人員的創造性，加速產品更新換代。
展開 全球首艘波浪動力船舶將在這個國家建造
據當地媒體報道，菲律賓Metallica船廠正在建造一艘混合動力三體客貨船，能夠使用氣體燃料和海浪運動產生的能量作為動力。這將是全球第一艘由海浪驅動的船舶。
12月11日，Metallica船廠舉行了這艘混合動力三體船的龍骨鋪設儀式。項目預算超過了9600萬比索（約合人民幣1248.83萬元），其中7800萬比索由菲律賓科技部承擔，剩余資金則將由Aklan州立大學（ASU）和Metallica船廠支付。菲律賓預計，這艘新船將在2020年完工。
這一混合動力三體船項目由菲律賓科技部（DoST）出資，將建造一艘使用氣體和波浪能的高速船。菲律賓科技部下屬工業、能源和新興技術研發委員會（PCIEERD）的工程師Nonilo Pena表示，該項目已經經過了菲律賓專家的幾次評論和評估。
同時，菲律賓中央辦公室的造船工程師將密切關注研發進展，確保項目能夠取得成功。菲律賓海事管理局（Marina）的工程師Romeo Amuan指出，這一項目將是菲律賓航運業的一個重大突破，是全球首個海浪驅動船舶項目。
據了解，Metallica船廠建造的這艘鋼制三體船將能夠搭載100名乘客、4輛貨車和15輛摩托車。使用鋼材建造將可以確保更高的結構效率和更好的波阻。
菲律賓科技部表示，波浪能雙動式液壓泵將集成在這艘混合動力三體船的外伸支架中。液壓泵中的機械運動將轉換為電能，可用于為船舶提供額外的動力。船舶遇到的波浪越多，產生的功率就越大。這項技術有望提高船舶的能源效率，不僅具有成本效益，而且可以保護環境。
這艘三體船將采用多發動機技術，防止在海上遇到發動機總故障，從而最大限度地減少海上事故。另外，該船還將采用特殊的工程設計，以解決傾覆的可能性，使其幾乎不會沉沒，并能夠承受惡劣的環境。
展開 【直播】行業頂級專家帶來船舶與海洋工程水動力分析
ANSYS AQWA作為ANSYS船舶與海洋工程行業專用仿真工具，用于計算船舶與海洋工程水動力學性能問題功能完備。可滿足桅、桁、EPSOs、TLPs、半潛水系統、停泊系統、救生系統等各種海面浮動結構的水動力學設計、分析需求。目前，AQWA已經整合到ANSYS Workbench平臺，用戶可以在workbench中建模、分網、求解與后處理。這種整合一方面使得水動力計算與結構計算可以在統一界面中完成，另一方面也可以實現不同求解器之間結果數據傳遞與模型信息繼承與共享。
課程內容
本場直播共分3講，行業頂級專家，傾情奉獻，干貨多多，重點是免費，免費，免費！
免費報名鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/live/10525
AQWA軟件入門與提高
第一講：目前主流商業水動力計算軟件情況介紹；
直播時間：7月4日 19:00
WAMIT、AQWA、MOSES、Orcaflex以及其他軟件的介紹，包括主要應用領域、功能、軟件優劣勢等
第二講：經典AQWA建模；
直播時間：7月11日 19:00
主要介紹通過經典ANSYS APDL建模和通過經典AQWA的Line plan功能建立船體模型。
第三講：經典AQWA水動力計算；
直播時間：7月18日 19:00
介紹通過經典AQWA進行浮體水動力計算的流程，阻尼修正、結果查看與后處理。
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