《大型船舶的推進系統-船體動力學耦合理論及方法研究》是依託武漢理工大學，由嚴新平擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：大型船舶的推進系統-船體動力學耦合理論及方法研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：嚴新平
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
船舶推進系統-船體的動力學耦合理論是適應船舶大型化發展趨勢和提高大型船舶航行性能的理論基礎，需要解決大型船舶的大尺度效應、多參數耦合作用以及不確定航行環境與狀態對船舶推進系統影響的理論問題，並探索通過改善推進系統的自適應性和工作可靠性來提升船舶航行性能的方法。據此，本項目以大型船舶的推進動力系統為研究對象，通過大型船舶推進系統的狀態不確定性分析與評估、水環境-船體-推進系統動力學耦合作用、以及船舶的實驗室試驗性能與實海環境的航行性能不一致性等三個方面的研究，提出實海環境下波浪載荷與船體變形的實時預報方法，建立大型船舶的推進系統-船體耦合動力學理論，揭示推進系統與船體耦合作用關係，提出自適應的軸系校中方法，解決影響大型船舶推進裝置安全、可靠、高效的基礎理論與關鍵技術，為大型船舶在複雜海洋航行環境中的航行性能提升提供理論支持。
結題摘要
以萬箱級貨櫃船、二十萬噸級以上大型油輪等大型遠洋船舶的船舶推進系統為研究對象，針對船體大尺度效應、動力系統多參數耦合性以及船舶與海況流固耦合作用等複雜因素和前提條件，聚焦大尺度效應影響下大型船舶推進動力系統工作不確定性、大型船舶推進系統與船體的動力學耦合模型、理論與方法以及實驗室模型試驗與實際遠洋服役環境下船舶航行性能的一致性等科學問題，開展了船舶推進系統動力學的模型構造、理論分析、仿真預報、試驗驗證、實船測試和實踐套用等系統研究，建立了大型船舶推進系統-船體耦合動力學理論，完善了船舶建造規範的相關要求，取得的主要研究成果如下： （1）建立了大型船舶推進系統-船體耦合動力學理論。根據大型船舶的結構組成、環境特點和工況參數，構建了船舶推進系統-船體耦合動力學分析的綜合模型與單元模型，建立了相應的動力學方程，提出了分析方法，進行了船舶推進系統性能的仿真，研究了系統特性與多參數之間的耦合關係。 （2）提出了大尺度效應影響下大型船舶推進動力系統工作不確定性分析方法。研究了大尺度效應作用下船舶海況多變性和船體變形不確定性，運用數字仿真預報理論，提出了船舶載荷預報方法，研究了不同航速、波高、相位、浪向角、載荷工況下的船體變形與其影響因素之間的關係。研究了船舶推進軸系工況與船體變形、軸承載荷、軸承負荷等因素之間的不確定統計關係，運用機率統計方法進行了描述。 （3）運用船舶推進系統-船體耦合動力學理論，研究了船舶推進系統的性能仿真。開發了仿真計算軟體，對船舶軸系的振動及軸系校中進行了仿真研究，改進了船舶軸系相應的振動與校中理論，提升了船舶推進系統的性能。 （4）本研究所獲得的基本理論及數值分析的結論，在實驗室及實船航行環境進行了系列試驗，驗證了相關理論預報結果的可行性，檢驗了水環境-船體-推進軸系耦合動力學的有效性，為我國大型船舶的最佳化設計及安全、可靠、穩定運行提供了技術支持。
