668TEU风帆助推集装箱船风帆设计及稳性研究+CAD图纸(2)

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2.2.5 帆面积计算.......14

2.3 风帆尺寸确定.....15

2.4 风帆形状及布置选取 15

2.4.1 帆面减轻孔直径选取......16

2.4.2 桅杆高度选取.. 16

2.5 风帆重量计算.....17

2.6 风帆安装位置及布置 18

2.7风帆重心估算......18

第三章浮态..... 20

3.1 加装风帆对浮态的影响.... 20

3.1.1 浮性概述.. 20

3.1.2 水线面面积，漂心纵向坐标计算.20

3.1.3 纵稳心半径计算...... 21

3.1.4 倾角计算及风帆加装位置确定.....22

3.2调整集装箱布置对浮态的影响.22

3.3 调整压载水重量估算 24

第四章 Marsurf的介绍和使用....25

4.1 Maxsurf简介25

4.2 Maxsurf使用与操作...25

4.2.1 控制点的操作.. 25

4.2.2 整曲面操作.......27

4.3Maxsurf船体建模 28

第五章稳性计算...31

5.1 稳性概述.... 31

5.2 静稳性曲线 31

5.2.3 空船重心估算.. 31

5.2.3 集装箱重心估算...... 32

5.2.3 输入载况得出曲线..32

5.3 动稳性曲线 36

5.4 稳性校核.... 37

5.4.1 初稳性....... 37

5.4.2 横摇角....... 37

5.4.3 最小倾覆力臂.. 39

5.4.4 风倾力臂计算.. 40

5.4.5 稳性衡准数.......40

结语.. 41

致谢.. 42

参考文献43
第一章绪论1.1 课题背景及研究意义从最近几年来看，石油资源急剧减少，其价格也随之飞增 ,选择走海洋路线的货物运输消耗的油费由7%快速上升到50%以上。伴随这船舶行业的蓬勃发展，带来的问题是石油使用的飞速增长,有报道指出,从所有船舶来看,每年消耗的燃油总量在大洋运输里占了28 亿吨,是航运业里消耗燃油最多的一项。也正因为这个现状,在减小船舶运输的燃油消耗量的课题上，国际航运界和所有的关于海洋运输的研究机构都不遗余力。源]自{751^`论\文}网·www.751com.cn/ 在此之外 ,在降低航运业排放废弃物同样是航运界的另一个非常需要解决的问题。据统计,在全球 Sox排放中,航运业的排放量占了10%,其 Nox 的排放也占全球总排放量的 25%, 其 C02的排放量约占全球总排放量的2.7%[1]。在这样的现状下，全世界范围内，航运业对新能源的渴求空前高涨,作为一种行之有效的减少运输费用，降低废弃物排放的手段。在清洁能源中要找到一种能满足解决航运业现状的能源,人们将目光投向了风能
。风能有许多显而易见的优点:分布广、污染小、储量大,并且可再生，结合现在的海洋环境,俨然已经成为了现在最优质的适合航运业使用的一种能源。有鉴于此, 国际航运界和所有的关于海洋运输的研究机构都争相启动研究风帆船舶的计划,并在风帆的空气动力性能和风帆助航上展开了对应的一些研究。在这样的一个大环境下，对于中国，一个利用风能具有悠久的历史并且能源极度短缺的发展中国家来说,风帆船舶的发展具有异常重要的意义。根据一些最新的资料显示:在将来的20 年内,全球在资源上的耗费将增长 60%,以目前每年消耗的石油计算,全球的石油总量仅可供开采30-40 年。航运业以消耗成品油为主,大约占了我国耗油总量的9%左右,是我国石油消耗的最多的行业之一[2]。按照我国交通运输部的相关政策要求,各航运企业必须从源头上把好设备的关，采取能耗入关准则,尽可能在运输设备上引入耗能较低、稳定性能、较为可靠的最重要是要与环境相协调的设备。尽可能的淘汰高能耗的设备,使运输船队的设备结构更加优化,使船舶朝着更绿色更健康的方向发展。在全球能源消耗如此之大的今天，各国意识到节能减排的重要性。对于航运业来说，开展发展新的能源供给以及提高现有能源的利用率的研究实验已经变得刻不容缓。江苏科技大学本科毕业设计（论文）风能以它的可再生性，清洁性吸引着各国的新能源研究者,诚然，它有着各种各样的优势，但是由于其具有不稳定性以及区域性这两个性质,给研究它的人带来了许多的麻烦，在这样的基础上，针对其开展风帆助航技术在大型远洋船舶上的应用就变得十分困难。但也正因为有这样的重重困难，吸引了越来越多的研究者,他们迎难而上，经过许许多多的努力和坚持,逐渐研究出了各式各样的风帆辅助推进装置。显而易见，在目前的特殊环境下,各式各样的“风帆”作为船舶的辅助推进装置,作为降低航运业能源消耗,尽可能降低成本,拉低二氧化碳、硫化物、氮化物等有害气体排放的有效措施而备受航运界人士青睐。风帆助航技术的研究与应用,起到了降低国家能源过度消耗，保护全球环境的积极作用。诚然，将风帆作为小型船舶辅助动力装置的技术已经较为成熟，但将风帆助推技术运用于大型船舶的实例较少，在这方面的研究意义显得尤为深远。故而我选择这个课题，以特定的集装箱船为例进行风帆设计与校核，希望在风帆助推这个项目的研究上尽自己的绵薄之力。