風(fēng)帆船動(dòng)力裝置的建模與仿真研究.pdf

1、國(guó)際石油市場(chǎng)形勢(shì)日趨緊張，船用燃油價(jià)格波動(dòng)劇烈，人類環(huán)境保護(hù)意識(shí)日漸強(qiáng)化，對(duì)船舶行業(yè)提出了更高的要求。國(guó)際上的各大航運(yùn)企業(yè)都在積極尋找船舶節(jié)能減排的新方法，加大對(duì)可再生清潔新能源在船舶上應(yīng)用的關(guān)注和投入，發(fā)展可再生能源已成趨勢(shì)。
　　 風(fēng)能相對(duì)其他清潔能源，具有分布廣泛、無限可再生的優(yōu)點(diǎn)，風(fēng)能運(yùn)用于船舶推進(jìn)歷史悠久，作為小型船舶輔助動(dòng)力裝置的技術(shù)較為成熟，風(fēng)帆助航技術(shù)又重新引起人們的關(guān)注，但將風(fēng)帆助航技術(shù)運(yùn)用于大型遠(yuǎn)洋船舶的實(shí)例

2、較少，在這方面的研究意義顯得尤為深遠(yuǎn)。通過本課題的研究，對(duì)現(xiàn)有帆翼的類型、空氣動(dòng)力性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并在此基礎(chǔ)上完成了風(fēng)帆船動(dòng)力裝置的仿真研究，為研究風(fēng)帆船動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性提供一定的參考依據(jù)。
　　 本文主要研究?jī)?nèi)容分為四個(gè)部分：首先，對(duì)已有風(fēng)帆類型進(jìn)行資料搜集與整理，并從帆型的結(jié)構(gòu)形式、空氣動(dòng)力性能、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的難易程度，三個(gè)方面進(jìn)行綜合比較選取合適的帆型。其次，運(yùn)用翼型理論，對(duì)帆翼的工作原理進(jìn)行分析，并通過風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)帆翼

3、的空氣動(dòng)力性能進(jìn)行分析，對(duì)影響帆翼空氣動(dòng)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(jìn)行了分析研究。再次，選取目標(biāo)船，對(duì)目標(biāo)船典型航線的歷史氣象進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(biāo)，對(duì)帆翼的主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并確定風(fēng)帆動(dòng)力裝置在船舶上的布置形式，完成風(fēng)帆船動(dòng)力裝置的匹配計(jì)算。最后，運(yùn)用空氣動(dòng)力學(xué)理論，建立帆翼的數(shù)學(xué)模型，對(duì)傳統(tǒng)船舶動(dòng)力裝置的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析改進(jìn)，并在Simulink中建立仿真模型