一种综合节能风帆的数值研究

为推进航运的节能减排,提出一种综合节能帆,该帆有效集中气流以带动发电机,实现利用风能同时进行助航和发电.通过对弓形薄翼帆的计算验证了CFD(计算流体力学)数值模型的可行性.对节能帆周围压力场和速度场的变化进行数值模拟,研究表明:导管出口风速vo和风场风速vi存在vo≈1.31vi的关系,节能帆可有效提高发电机发电效率,同时实现利用风能进行助航和发电.基于速度关系式对日本9万t煤炭专用船安装节能帆后的计算表明,节能帆具有一定的节能减排效果.     

碳减排背景下提升船舶能效的原油轮航线配船优化

为应对国际海事组织提出的现有船舶能效系数和碳强度指标政策，预计需要有一定数量的现有船舶通过使用新技术或改造其推进装置部件来提升船舶能效。同时，越来越多的船舶也通过选择安装闭式脱硫装置来应对硫排放控制区限制。在此背景下，针对原油轮航线配船问题，考虑船舶提升能效和安装脱硫装置的改造策略，以年燃油成本与碳排放成本之和最小为目标，考虑碳排放量约束，建立混合整数非线性优化模型。选用一种自适应模拟退火粒子群算法对模型进行求解，对燃油价格波动和碳税税率进行敏感性分析，并通过算例验证了模型的合理性与有效性。     

基于实船监测数据的定航线船舶智能航速优化

针对固定航线船舶,以实船监测数据为基础,建立船舶油耗模型,结合船舶航线信息进行航段划分.通过离散化思想,建立以航速为自变量、燃油消耗量为应变量的航速优化模型,以满足船舶航期为约束条件,采用遗传算法进行优化计算.结果显示,在选取的12个航段内,建立的船舶油耗模型误差为0.9%.通过航速优化,能够节省1.9%的油耗量,并给出各航段建议转速.优化结果可为船舶操纵辅助决策提供参考.     

风帆助航船舶的典型航线可用风力资源分析

根据风帆空气动力学特性、航线、季风风场,提出将典型风帆(翼型帆)的能量转换效果指标——转换系数等值线叠加在风能密度图上的方法,对典型航线上的可用风力资源进行分析.首先,推导风能密度和翼帆推进力公式,提出推进功转换系数这一参数来评价翼帆对不同特征的风能的利用能力;然后,结合风能特征分布图和转换系数等值线,提出可用风力资源分析方法;最后,以宁波—中东航线为例,使用ECMWF的2014年风场数据对其可用风力资源进行分析计算.结果显示:船舶航向不同时,中国南海冬季、夏季的可用风力资源差别较大,夏季应采用W-E航向,冬季应采用E-W航向.孟加拉湾、阿拉伯海区域可用风力资源特征相似,夏季采用W-E航向能够更高效地利用风能.     

基于实冰况的船首抗冰强度优化设计

为了加强极地船舶船首强度，对极地航线冰况进行研究，提取真实极地航线的海冰数据，建立船舶航行冰况频谱表。对船舶首部采用构型全参数化设计，可保证在首部光顺的前提下进行自由变形。评估函数引入多目标线性规划思想，通过智能优化算法建立优化模型，最终建立极地船舶航行多冰况抗冰性能总收益最优的船舶型线优化设计方法。文中方法可对极地特定航线下的船首抗冰强度起到较好的优化作用。     

考虑船舶航速的船队规划非线性模型

通过分析船舶航速变化对船队规划决策产生的非线性影响,推导出船舶航速与船舶往返航次时间、航次成本以及航线配船数量三者之间的数学关系式,建立了混合整数非线性船队规划模型.针对模型特点,利用基于可行性规则的更新策略,结合模拟退火的局部搜索技术,提出了一种混合粒子群优化算法.以某航运公司为例进行仿真实验,将船队规划非线性模型与...     

船舶最小事故航线选择方法研究

提出了一种船舶最小事故航线的选择方法,这一方法的基本思路是先将船舶最小事故航线选择问题转化为一不含负权的最短路问题,然后再运用Dijkstra算法进行求解。     

基于区间证据推理的不确定性航线配船方法

为弥补不确定性航线配船模拟算法的不足,提出一种基于区间证据推理的航线配船解析算法.该方法以证据推理理论为基础,以船舶公司期望效用最大化为目标,考虑航线特征及船舶属性等因素,构建出一个多航线、多船型的航线配船模型.与目前的模拟算法相比,该方法具有稳定性好、准确性高、可以处理模糊数据等优点.最后,通过算例验证了模型的可行性和方法的有效性.     

软时间窗与随机航行时间的不定期船舶航线规划

为优化航线设计,降低船舶企业运营成本,在研究VRP(Vehicle Routing Problem)的基础上,将其方法扩展应用到不定期船舶调度问题,船舶运输需要在路径优化时同时考虑不确定航行时间及需求时间窗,用线性近似的方法来消除不确定航行时间的影响,通过惩罚函数的引入表示需求时间窗,建立充分考虑时间因素的数学模型,以总成本最小为目标.运用扫描法和禁忌搜索算法,将问题分为二个阶段,第一阶段,通过扫描法将VRP转化为TSP(Traveling Salesman Problem),然后用禁忌搜索算法解决TSP,通过算例证明了提出算法的有效性,为实际不定期船舶的航线规划提供了参考.     

好望角型船舶的配载

基于好望角型船舶航线长和吃水深的特点,提出一种充分利用船舶载货能力的情况下确定航次货运量的计算方法.介绍一种预置吃水差法以确保船舶顺利通过吃水受限区域,从而确保船舶营运安全.实践证明,该方法是准确可靠的.