基于改进飞蛾扑火优化算法的船机桨匹配设计研究 被引量：5

1

作者 陈振霖 罗亮 +2 位作者 郑龙 姬胜晨 陈顺怀 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S01期57-65,共9页

基于改进飞蛾扑火优化(Improved Moth-Flame Optimization,IMFO)算法,以两艘现有船舶为计算实例,展开了综合考虑螺旋桨推进效率、空泡性能和桨叶强度的船机桨匹配工作。以遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和原始飞蛾扑火优化(Moth-Flame ... 基于改进飞蛾扑火优化(Improved Moth-Flame Optimization,IMFO)算法,以两艘现有船舶为计算实例,展开了综合考虑螺旋桨推进效率、空泡性能和桨叶强度的船机桨匹配工作。以遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和原始飞蛾扑火优化(Moth-Flame Optimization,MFO)算法为对比算法,分析了IMFO辅助船机桨匹配工作时的性能。数值实验的结果表明,在解决船机桨匹配问题时,IMFO算法的收敛时间相比GA算法在两个算例中分别缩短了44.24%和54.14%,相比MFO算法分别缩短了23.9%和23.12%。此外,在求解精度方面,在计算示例1中,IMFO算法相比GA算法和MFO算法略有提升;而在计算示例2中,IMFO算法相比GA算法提高了3.66%,较MFO算法提高了0.98%。最后,通过对两个算例的可行解空间进行可视化表示,进一步讨论了IMFO算法的求解性能。上述结果对比证明了IMFO算法具备强大的全局搜索能力,在解决船机桨匹配问题时具有良好的竞争力和鲁棒性。 展开更多

关键词 改进飞蛾扑火优化算法 优化设计 群智能优化算法 船机桨匹配 船用螺旋桨

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基于船机桨匹配和波浪统计的船舶失速系数分析 被引量：2

2

作者 封培元 马宁 顾解忡 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1248-1253,1262,共7页

为减少温室气体排放,国际海事组织(IMO)提出了新船能效设计指数(EEDI)规范要求,但尚未明确其中失速系数的计算方法.针对失速系数的估算方法进行了分析探讨,提出了一种基于船机桨匹配和长期波浪统计数据的失速系数计算方法.该方法中考虑... 为减少温室气体排放,国际海事组织(IMO)提出了新船能效设计指数(EEDI)规范要求,但尚未明确其中失速系数的计算方法.针对失速系数的估算方法进行了分析探讨,提出了一种基于船机桨匹配和长期波浪统计数据的失速系数计算方法.该方法中考虑了船机桨间的能量传递和水动力相互干扰,同时用船舶运营海区的长期波浪统计数据作为环境参数,对一艘实际运营的集装箱船进行了试算,并与IMO规范值、中国船舶科学研究中心回归公式和目前应用较广的NMRI方法进行了对比.结果表明:由所提出的方法得到的失速系数,其变化规律与NMRI法一致且更为保守,能指导船舶能效设计,更有利于保障船舶在实海域中的航行性能. 展开更多

关键词 新船能效设计指数 失速系数 船机桨匹配 波浪统计

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基于船机桨匹配的复合材料螺旋桨的设计研究 被引量：8

3

作者 李泓运 曾志波 王纬波 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期898-905,共8页

文章从复合材料铺层设计对复合材料螺旋桨性能和变形的影响、复合材料螺旋桨几何设计和船机桨匹配三个方面展开,采用流固耦合方法对复合材料螺旋桨性能进行预报,研究了不同铺层的复合材料桨的变形和水动力性能的变化,并通过预变形方式... 文章从复合材料铺层设计对复合材料螺旋桨性能和变形的影响、复合材料螺旋桨几何设计和船机桨匹配三个方面展开,采用流固耦合方法对复合材料螺旋桨性能进行预报,研究了不同铺层的复合材料桨的变形和水动力性能的变化,并通过预变形方式设计桨叶型值,实现了复合材料螺旋桨在设计工况和非设计工况下的船机桨匹配。研究结果表明:文中设计的复合材料螺旋桨可使船舶在多工况下的推进性能获得提升。 展开更多

关键词 复合材料 螺旋桨 流固耦合 预变形 船机桨匹配

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内河多工况船机桨匹配优化设计 被引量：8

4

作者 孙林 陈辉 管聪 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第1期187-195,共9页

[目的]内河船舶在航行时存在顺水、逆水和急流等多种工况,传统的内河船舶船-机-桨匹配设计方法仅对船舶在逆水上行时进行了匹配设计,而在顺水下行工况,因船舶推进效率低、主机利用率低,造成油耗成本高、经济性较差等,因此需进行多工况... [目的]内河船舶在航行时存在顺水、逆水和急流等多种工况,传统的内河船舶船-机-桨匹配设计方法仅对船舶在逆水上行时进行了匹配设计,而在顺水下行工况,因船舶推进效率低、主机利用率低,造成油耗成本高、经济性较差等,因此需进行多工况内河船舶船-机-桨匹配优化设计。[方法]首先,在不同工况下对内河船舶推进系统的各参数进行设计,并将结果进行对比得出各设计参数对整体推进系统的影响;然后,对船舶推进系统的设计过程进行分析,以航行成本和推进系统效率为目标函数,以螺旋桨设计参数、主机功率、船舶上水航速和下水航速为变量,建立数学模型;最后,应用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化,得到兼顾经济性和推进效率的船舶主机功率和推进系统设计参数。[结果]结果显示,使用所提方法得到的设计参数能够更好地适配内河的通航环境,船舶的经济性更高。[结论]研究成果可为内河船舶推进系统的选型与匹配优化提供设计工具,从而为船舶的实际运行提供理论依据。 展开更多

关键词 船舶推进系统 船-机-桨匹配 NSGA-Ⅱ 多目标优化

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切割桨叶随边以适应船-机-桨的匹配 被引量：5

5

作者 曹梅亮 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期148-151,共4页

船机桨匹配的优劣直接影响船舶的正常运行.对试航后负荷偏重的桨叶可采用切割随边的方法来减轻负荷,从而达到较好的匹配.文中对具有NACA-66mod.,a=0.8剖面的两只桨模(A,B)进行了3%、5%、7%随边切割后的计算和敞水试验,得出随边切割引起... 船机桨匹配的优劣直接影响船舶的正常运行.对试航后负荷偏重的桨叶可采用切割随边的方法来减轻负荷,从而达到较好的匹配.文中对具有NACA-66mod.,a=0.8剖面的两只桨模(A,B)进行了3%、5%、7%随边切割后的计算和敞水试验,得出随边切割引起的螺距及拱度的变化。 展开更多

关键词 船舶推进 螺旋桨 船机桨匹配

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基于遗传算法的船舶推进系统船、机、桨匹配云平台设计 被引量：3

6

作者 徐骏骅 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第20期174-176,共3页

随着海上运输业的蓬勃发展,船舶的航行速度、吨位和功率不断增长,船机桨匹配越来越受到造船业的重视。船机桨之间的完美匹配有利于提高推进系统的功率和航行速度,降低船舶油耗,增加航行时间。本文在分析船舶航行过程中船体阻力特性和螺... 随着海上运输业的蓬勃发展,船舶的航行速度、吨位和功率不断增长,船机桨匹配越来越受到造船业的重视。船机桨之间的完美匹配有利于提高推进系统的功率和航行速度,降低船舶油耗,增加航行时间。本文在分析船舶航行过程中船体阻力特性和螺旋桨推进特性的基础上,设计船机桨匹配设计方案,建立合适的目标函数,并利用遗传算法进行船机桨参数优化计算。实验结果表明,遗传算法计算精度高,收敛速度快。 展开更多

关键词 船舶推进系统 船机桨匹配 遗传算法

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拖网渔船船-机-桨-网匹配研究 被引量：3

7

作者 李纳 谌志新 《渔业现代化》 北大核心 2017年第6期89-93,100,共6页

在拖网渔船的设计中,需要重点考虑螺旋桨与船-机的匹配、渔具与船-机-桨的匹配,实现推进系统的高效能发挥。本文引入时间概率的最佳螺旋桨参数优化确定方法,考虑拖网渔船设计的限制条件,通过优化分析,达到运营工况综合效能最佳,实现螺... 在拖网渔船的设计中,需要重点考虑螺旋桨与船-机的匹配、渔具与船-机-桨的匹配,实现推进系统的高效能发挥。本文引入时间概率的最佳螺旋桨参数优化确定方法,考虑拖网渔船设计的限制条件,通过优化分析,达到运营工况综合效能最佳,实现螺旋桨与船-机的合理匹配。从拖网渔船数据库中选取30艘运营状况优良的渔船进行有效拖力计算,建立拖网渔船有效拖力与主机功率和拖速的多元非线性回归方程,依据此方程得出的有效拖力结果选择网具和网板,实现有效拖力与渔具的合理匹配,最终实现渔具与船-机-桨的合理匹配。通过实船计算对比,验证了回归的有效拖力估算公式误差范围和适用性。研究表明:在拖网渔船设计初期,可以利用该公式估算有效拖力进行网具和网板的匹配,实现技术经济优化论证,最终实现船-机-桨-网的优化匹配。 展开更多

关键词 拖网渔船 船-机-桨匹配 有效拖力与渔具匹配 有效拖力估算

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双速比拖网渔船机桨网匹配动态特性研究 被引量：3

8

作者 黄文超 黄温赟 赵新颖 《机电工程》 CAS 北大核心 2018年第1期57-61,共5页

针对拖网渔船在拖网工况下主机和螺旋桨匹配工作点发生显著变化,渔船变工况动态特性影响渔船运行可靠性和经济性的问题,对双速比渔船在正常航行工况和拖网工况下的航速、扭矩、功率等动态特性进行了研究。基于船机桨网匹配理论模型,通... 针对拖网渔船在拖网工况下主机和螺旋桨匹配工作点发生显著变化,渔船变工况动态特性影响渔船运行可靠性和经济性的问题,对双速比渔船在正常航行工况和拖网工况下的航速、扭矩、功率等动态特性进行了研究。基于船机桨网匹配理论模型,通过对螺旋桨特性曲线进行数值拟合,构建了适合数字仿真研究的Chebyshev多项式解析形式,建立了基于AMESim的双速比拖网渔船机桨网匹配数学模型,对双速比渔船在多工况下的运行特性进行了仿真研究。研究结果表明:双速比推进方式能够使主机在拖网工况时维持额定转速的状态下降低主机扭矩和功率,有效地提高动力系统的可靠性和经济性,基于AMESim的船机桨网匹配建模仿真研究结果与实船运行情况十分接近。 展开更多

关键词 AMESIM 双速比 船机桨网匹配

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基于IMONGO算法的船-机-桨参数匹配技术

9

作者 张增鑫 李纯金 +2 位作者 李磊 马骏 许宏锐 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第23期108-114,共7页

传统船-机-桨参数匹配还停留在图谱法研究中,不能满足船舶精细化设计要求,为此提出一种船-机-桨参数匹配的新方法。首先,基于船-机-桨匹配动态数学模型构建船-机-桨参数匹配的多目标优化模型;其次,以最小化发动机燃油消耗、最大化推进... 传统船-机-桨参数匹配还停留在图谱法研究中,不能满足船舶精细化设计要求,为此提出一种船-机-桨参数匹配的新方法。首先,基于船-机-桨匹配动态数学模型构建船-机-桨参数匹配的多目标优化模型;其次,以最小化发动机燃油消耗、最大化推进系统效率及最小化燃烧物排放为目标函数;然后,采用改进的多目标北方苍鹰优化算法(IMONGO)计算船-机-桨匹配参数。最后,使用排序优选技术(TOPSIS)对Pareto解集的性能进行排序,选出排序靠前的匹配参数组合。通过试验验证,燃油消耗率降低5.97%,发动机燃烧物排放中氮氧化物排放体积比降低19.49%,碳烟(soot)排放质量分数降低20.1%,船舶推进系统效率提高到0.59,优化的船-机-桨匹配参数对实际工程设计具有巨大参考价值。 展开更多

关键词 船-机-桨参数匹配 多目标北方苍鹰优化算法 多目标优化

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基于轴功率测量的渔船动力装置优化配置研究 被引量：2

10

作者 严谨 张娟 +1 位作者 陈志明 侯玲 《渔业现代化》 北大核心 2012年第1期68-71,共4页

渔船船、机、桨不匹配现象较为普遍,不但降低了渔船的经济效率,而且给渔船的安全生产带来隐患。轴功率是反映船舶柴油机及其动力装置最重要的性能参数之一。通过对渔船主机轴功率进行实船测试,不仅可以发现主机的技术状况是否良好,而且... 渔船船、机、桨不匹配现象较为普遍,不但降低了渔船的经济效率,而且给渔船的安全生产带来隐患。轴功率是反映船舶柴油机及其动力装置最重要的性能参数之一。通过对渔船主机轴功率进行实船测试,不仅可以发现主机的技术状况是否良好,而且可以判断船、机、桨的匹配情况,为船厂和用户提供可靠的试验数据,以便及时进行修理或调整,保证主机和整个船舶始终处于良好的技术状态。本文结合船舶轴功率—转速特性图,对实现渔船动力装置优化配置进行了理论分析,结论有利于选择最佳工况、提高整个动力装置的经济性。 展开更多

关键词 渔船 轴功率 船机桨匹配 节能

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采用直翼推进器的舰船动力装置仿真 被引量：2

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作者 何庆 刘金林 曾凡明 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第3期93-98,共6页

直翼推进器可在360°范围内快速改变推力方向及大小,具有优良的操纵性和机动性,因此,被广泛应用在对动力系统有特殊要求的船舶中,如拖船、扫雷艇和海洋工程船等。本文以采用直翼推进器的船舶为研究对象,通过分析船体、柴油机以及直... 直翼推进器可在360°范围内快速改变推力方向及大小,具有优良的操纵性和机动性,因此,被广泛应用在对动力系统有特殊要求的船舶中,如拖船、扫雷艇和海洋工程船等。本文以采用直翼推进器的船舶为研究对象,通过分析船体、柴油机以及直翼推进器之间的能量转化,采用MMG操纵运动非线性数学模型,建立Matlab/Simulink模型,进一步研究基于直翼推进器的船机桨匹配特性,为进一步提高直翼推进器实船应用提供参考。 展开更多

关键词 直翼推进器 船机桨匹配 MMG MATLAB/SIMULINK

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