【作者】

Yu Ding，Huilin Ren，Congbiao Sui，Chen Wang

【摘要】

论文已在温哥华2019年CIMAC大会上发表，论文版权归CIMAC所有。 船舶、发动机和螺旋桨的匹配在船舶设计、建造和运行阶段起着重要作用，并被认为对船舶的整个生命周期产生影响。世界主要船用柴油机制造商，如MAN、Wärtsilä、WinGD、Rolls-Royce等，一直在发展其船舶推进系统集成和成套供应业务，逐步成为船舶设计和建造的主流概念，以及未来发展的必然趋势。随着计算机容量的快速发展和应用，回归分析已被许多大学和研究机构应用于船舶、发动机和螺旋桨匹配的计算机辅助设计中，逐步取代了基于设计图的传统方法。然而，匹配过程是一门涉及热力学、物理动力学、流体力学等多学科交叉的学科，给设计平台的开发和应用带来了挑战。因此，建立一个具有良好的灵活性、足够的精度和令人满意的应用便利性的船舶-发动机-螺旋桨匹配平台具有重要意义，可以模拟和评估船舶推进系统的设计特点，改善船舶的航行性能、设计和施工效率。 本文根据船用发动机螺旋桨匹配的原理和过程，研制了一种能够进行设计和匹配的船用推进系统匹配平台。在这个平台中，有几个子模型。首先，采用HoltropMennen法计算船舶阻力，得到不同航速下的船舶有效功率。然后，基于匹配的基本理论和案例研究，建立了一个能够解决6个匹配问题的匹配子模型。最后，对螺旋桨进行空化检查和强度检查，确保设计的螺旋桨满足规范要求。用38800DWT货船对平台进行了标定，表明该匹配平台是合理可行的。 如果本地发动机制造商无法自行设计发动机而只是购买许可证，则没有资源进行匹配研究。 此外，行业中使用的匹配过程有时是不明智的。最后，船主希望看到船舶、螺旋桨和发动机正确匹配的证据，因为不匹配的装置在不同的操作条件下不能令人满意地航行。 因此，这些人员对大学在健全的科学基础上开发的匹配平台感兴趣，使之可以在实际情况中使用。 本文以低速二冲程船用柴油WinGD 5x52为基准，在该综合配套平台的基础上，研究了集装箱船、油轮和散货船3种主要船型的适用吨位范围。X52发动机是WinGD公司新设计的发动机类型，具有结构紧凑、工作范围广的优点。本文以船舶载重吨为变量，通过对影响阻力的参数进行回归分析，计算出某一载重吨的船舶有效功率，从而利用匹配平台预测不同吨位船舶的发动机制动功率。布局区域内的发动机装机功率和转数可根据发动机降额特性选择为CMCR（合同最大连续额定值）点。因此，发动机制动功率和转速（MCR和CSR）是否在现场，决定了发动机在具有特定载重吨的船舶上的应用。因此，通过对5x52发动机的研究，验证了船舶推进系统综合匹配平台的适用性。该平台不仅为船舶设计人员选择和匹配主机提供了参考，而且为某柴油机厂新型发动机的应用提供了理论依据。

【会议名称】

第29届CIMAC会议

【会议地点】

加拿大 温哥华

【下载次数】

2

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