翼型风帆节能装置在超大型原油船上的应用,实现风力助推大型船舶,减少主机油耗,对于促进创新大型船舶绿色节能技术,推动船舶行业主流产品转型升级,促进全行业技术进步和发展具有重要意义。
设计创新点: 1)针对空气动力学和水动力学在超大型原油船上的力学特性,首次提出了翼型升力帆助推技术理论模型; 2)采用数值计算与风洞模型试验相结合的方法,完成了风帆气动力设计及多方案的优化选型,开发了优于现行风帆截面设计、最大升力系数可达***的U型独立风翼剖面,有效风向利用角高达320°; 3)提出了风浪载荷耦合方法,首次开发了超大风帆助推设备结构大挠度、非线性的安全评估技术,解决了在随机载荷作用下大型柔性结构的强度、刚度和疲劳评估难题,创新性提出兼顾效率与安全的评估衡准; 4)针对船舶总纵、稳性、避碰、驾驶视野、雷达盲区、危险区、防爆、消防、直升机起降等多种因素,首次提出了总体设计工程化应用解决方案,突破了船-帆界面设计的难题; 5)针对复杂性海洋气象条件下风帆操作的难题,制定了风帆升降的操帆控制策略,开发了可根据风向调整风帆旋转角度、实现助推力最大化的自适应控制系统; 6)根据风洞与水动力试验以及实船示范应用,获取了风力矩阵以及消耗矩阵,计算完成了船舶能效指数,实现了对IMO ***通函风帆船EEDI计算方法的完善。
大连船舶重工集团有限公司高级工程师彭贵胜是本项目负责人,长期致力于绿色节能环保船舶开发、智能船舶开发、船舶研发信息化领域的研究并取得了丰硕的研究成果。 他带领的风帆研发团队,成功实现了全球首艘硬质型帆助推超大型原油轮的交付与营运,确立了我国在大型船船风力助推技术领域的领跑地位。
评价单位:“科创中国”创新设计助力装备制造产业科技服务团 (中国机械工程学会)
评价时间:2023-11-10
综合评价
风帆助推技术的使用是对全球节能减排趋势的积极响应;风帆使用安全性很好,至今无安全事故以及隐患出现;该船经过近两年的营运使用,节能效果显著,实测数据所记录的一对风帆在不同装载、航速、风速下,平均节能为5%以上;针对不同大型商船,定制安装多对风帆,预期可获得16-30%的节能效果;风帆在经过港口时,极大的为招商轮船起到了宣传效应。国际首艘“翼型风帆助推”超大型原油船的成功示范,标志着由大船集团牵头的国内研发团队成功掌握了翼型风帆研发、设计、制造与应用关键技术,填补了国际空白,为抢占未来船舶技术制高点,助力船舶行业转型升级以及促进大型船舶绿色节能具有重要意义。
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