基于主机油耗模型的船体阻力变化研究

发布时间：2023-06-03 22:04

　　目前,有关船舶的排放要求日趋严格,在航运经济持续低迷的背景下,船舶的排放和成本控制策略尤为重要。主机油耗是船舶总油耗的主要成分,同时船体污损带来的额外阻力也是影响总油耗的重要因素,两者对控制策略研究有着重大影响。文中根据船舶历史航行数据,利用粒子群算法提高油耗模型的准确性,并基于Wiener过程建立船体污损退化模型,为坞修时间的设定提供一定参考。首先,对航行中的船舶进行受力分析,定义摩擦增量系数,代表摩擦补贴系数、船体粗糙度和污损对船舶的影响,结合船舶主推进装置的功率传递方式,建立主机油耗模型的一般表达式；查阅相关资料,确定表达式中各参数数值,设定无法测量或多类经验公式计算结果相差较大的参数为待识别参数。其次,对历史航行数据进行异常值和移动平均处理,以摩擦增量系数、附体系数、伴流和推力减额分数四个待识别参数为粒子群算法中的变量,主机油耗的计算值与实际值的平均相对误差为目标函数,迭代优化识别得出最优识别值分别为:1.085×10-4,2.959×10-2,3.928×10-1,5.405×10-1。油耗模型检验计算的相对误差在8%以内。最后,将总数据按照不同时距分段,通过基于Wiener...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文研究内容及结构
第2章 船舶受力分析
    2.1 摩擦阻力
    2.2 剩余阻力
    2.3 附加阻力
        2.3.1 附体阻力
        2.3.2 空气阻力
        2.3.3 波浪增阻
    2.4 船舶推进力
    2.5 本章小结
第3章 油耗模型的建立与计算
    3.1 粒子群算法
        3.1.1 算法基本形式
        3.1.2 算法参数设置
        3.1.3 算法基本流程
    3.2 数据预处理
        3.2.1 航行记录异常值处理
        3.2.2 随机波动数据处理
    3.3 油耗模型建立
        3.3.1 目标船舶参数
        3.3.2 船舶载重量与船舶吃水
        3.3.3 螺旋桨敞水特性
        3.3.4 螺旋桨与船体的相互作用
        3.3.5 主机燃油消耗率
    3.4 粒子群迭代计算
        3.4.1 计算流程
        3.4.2 计算结果
        3.4.3 模型验证
    3.5 本章小结
第4章 船体阻力变化研究
    4.1 退化模型
        4.1.1 Wiener过程
        4.1.2 基于Wiener过程的船体性能退化模型
    4.2 退化模型参数计算
        4.2.1 摩擦增量退化样本
        4.2.2 分布检验及参数计算
        4.2.3 误差分析
    4.3 退化预测
        4.3.1 剩余寿命预测
        4.3.2 功率消耗形式的退化预测
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录
攻读学位期间公开发表论文
致谢
作者简介



本文编号：3830127