船舶航行安全信息可视化关键技术研究

针对当前NAVTEX和EGC接收机无法实现船舶航行安全信息可视化的问题,提出一种基于电子海图显示与信息系统的船舶航行安全信息可视化方法,研究并解决涉及的若干关键技术。经实践应用表明,该方法可有效解决报文信息存在的效能低、标绘难、非图形化显示等弊端,同时可推动海岸电台进一步发展基于新型通信手段的海上安全信息播发业务。     

智能船舶航行场景复杂度感知方法研究

为了解决智能船舶测试场景构建中的长尾问题并提高其测试效率,提出一种基于视觉图像的航行场景复杂度感知方法。本文从图像纹理特征分析出发,构建航行场景复杂度与特征指标之间的数学模型。首先,采用灰度共生矩阵对待测试图像信息进行特征提取,并利用能量、熵、对比度、逆差矩和相关性等多个参数组成特征向量。接着,提出利用集成学习AdaBoost网络模型进行船舶航行场景复杂度感知,即利用大量的图片对所提模型进行训练和学习,获得场景复杂度与各指标之间的非线性数据感知模型。通过在不同数据集上的不同方法进行对比,实验结果表明该感知模型能够真实的反应船舶航行场景的复杂程度,获得结果与人类视觉感知的结果基本一致,其对智能船舶自主航行场景设计与构建都具有的参考价值。     

潮流能电站建设项目经济评价研究

潮流能电站建设项目经济评价研究旨在为建设投资决策和项目核准提供依据。在比较与研究水电和风电经济评价的成果、分析潮流能电站建设项目及其经济评价特点的基础上,参考《建设项目经济评价方法与参数(第三版)》的理论与方法,给出了潮流能电站建设项目经济评价的内容、步骤、参数和方法;强调了国民经济评价的重要性和敏感性分析的必要性;提出了海洋能电站利国利民,但建设成本和运营成本高,国家应给予海洋能电站建设项目政策优惠的建议;并说明了评价方法还应在实践中检验和不断完善。潮流能电站建设项目经济评价方法对促进沿海能源结构调整、节能减排、缓解气候变化以及促进偏远海岛能源供给,加强海岛建设以及巩固海防都具有重要的意义。     

辅助风帆对船舶航行性能影响的理论研究

以日本国东京水产大学实习船“海鹰丸”作为研究对象 ,分析计算了在船舶航速一定的条件下安装辅助风帆对船舶航行性能的影响。结果表明 :安装风帆时 ,在风向角为 90°时获得功率达到最大值 ;横向漂移对船舶航行的影响较小 ;获得功率最大可达总功率的 4 4 %以上。     

潮流能水轮机设计载荷工况研究

随着技术的不断发展,潮流能开发利用国际和国内分别进入了准商业化和示范工程阶段,但潮流能利用方面相关标准研究仍处于起步阶段,潮流能发电装置的相关设计标准的缺失,严重制约了潮流能发电装置的产业化进程。以500 k W海洋能独立电力系统示范工程项目潮流能水轮机的设计经验为基础,开展潮流能水轮机设计载荷工况研究,从外部环境条件、发电机组运行状态、载荷设计工况等几方面进行了分析研究,为今后水轮机设计标准的制定奠定了基础。     

潮流能装置年发电量估算方法研究

基于潮流能装置发电特性,通过分析在装置运行过程中由短期现场监测获得的潮流数据和电功率输出数据,实现对装置全年发电量的估算,并结合实测数据对分析方法进行了说明。本方法得到的估算结果,可作为装置运行效果的客观评判依据。此方法对波浪能装置年发电量的估算同样适用。     

航行船舶真风误差源分析

真风对海上航行的船舶有重要的气象导航意义,若真风测算不准确,会给导航员造成误判,影响船舶安全航行,但在船舶等运动平台上真风无法直接测量,只能依靠矢量模型计算间接获取。根据真风解算模型和误差传播规律,推导了船舶真风误差模型。在矢量模型中,航行船舶真风误差主要来自于船风和相对风的计量误差,船风的计量误差主要是由于航速航向的选取问题导致的误差,相对风的测量误差主要包括传感器自身精度、安装误差、平台姿态影响和系统性干扰误差等几个方面。以船舶转向过程为例,分析了航行风与相对风的变化规律,结合船体运动姿态,加入运动补偿修正量,建立了船舶转向式真风补偿模型。     

水平轴潮流能水轮机阵列对区域潮流场影响研究

为考察水轮机阵列对区域潮流特性的影响,本文基于Delft 3D-Flow建立斋堂岛及附近水域的三维水力学模型并通过实测数据进行校验。经验证后的模型,采用TSE方法确定阵列在目标水域中的放置位置,并通过动量损失方式模拟水轮机对流场的影响,进而研究和评估在一定水域面积下不同水轮机数量组成的阵列对潮流场的影响。仿真结果显示:该水域放置水轮机阵列将对附近较大范围水域的水位产生影响,在靠近阵列处水位变化最大能达到3 cm;对区域流速影响较为显著,当阵列中水轮机密度较大时,其尾流影响区域局部时刻流速下降能达到45 cm/s且影响距离可延伸至其下游2 km外。     

潮流能水平轴水轮机叶片优化研究

叶片对潮流能水轮机的性能有很大的影响,因此对叶片进行优化研究对于提高潮流能水轮机的效率的重大意义。本文对50kW潮流能水平轴水轮机进行了叶片设计,针对水轮机具体的运行环境,以提高水轮机获能为目标,应用遗传算法对叶片弦长和扭角进行了优化设计。通过对比实际工况下水轮机的获能特性得知,优化的叶片获能系数和获能功率较原叶片有所提高,从而证明应用遗传算法进行叶片优化的可行性,为水轮机叶片优化提供了新的方法。     

海洋潮流能涡轮水轮机保护系统的研究

潮流能是一种清洁无污染、蕴藏量丰富的可再生新能源,大力开发利用潮流能对保护自然环境、促进节能减排工作等方面具有极大的现实推进意义。在实际开发过程中,海洋垃圾经常会导致故障甚至毁灭性的破坏。文中介绍了一种基于实际机组运行效果的防护网装置及其使用效果,该装置可有效防止海洋垃圾对潮流能设备的影响。     

船舶在波浪中航行失速问题探讨

本文探讨了船舶在波浪中航行失速的问题,提出一个应用较普遍的非线性失速公式,验证结果较好,可作为船舶实际操作和航线规划设计的重要参考。     

我国潮流能资源开发评述

潮流能无污染,可预测性高,环境影响小,是一种非常有发展潜力的可再生能源.近年来,潮流能开发技术发展迅速,日趋成熟.我国潮流能资源丰富,合理有效的开发潮流能资源对保障我国的能源安全意义重大.文中总结我国潮流能开发利用中存在的主要问题,提出我国潮流能开发工作的几点建议.     

海洋潮流能发电装置综述

介绍了国内外潮流能发电装置发展情况,从装置类型、工作原理和实际应用等方面进行了概括和综述,对比了不同类型潮流能发电装置的能量转换装置结构和载体形式的技术特点,评述了当前潮流能开发中存在的主要问题及未来的发展趋势,指出了当前国内潮流能发电装置的研究与国外仍有一定差距,缺少规模化,商业化。     

成山角潮流能的初步估算

一、前言近200年来,能源在人类发展工农业的历史中起着非常重大的作用。自本世纪七十年代以来,工业化国家受到石油危机的冲击。因此,新够源的开发,已成为各国工业发展必须解决的重大问题之一。我国自建国以来,工农业生产有了很快增长。但是,由于生产的迅速发展和人民物质文化生活水平的提高,能源的供应不能适应要求。     

基于遗传算法的潮流能水轮机叶片翼型优化设计研究

为了得到高性能的潮流能水轮机叶片翼型,本文在分析潮流能水轮机叶片翼型设计方法和设计要求的基础上,以NACA4418翼型为初始翼型,采用儒可夫斯基保角变换的方法对翼型进行参数化建模,以最大升阻比为目标函数,通过设定设计变量、施加约束条件等对初始翼型进行优化设计,采用MATLAB软件编程遗传算法进行全局寻优求解,寻找到最优解后,采用CFD(Computational Fluid Dynamic)软件Fluent对NACA4418翼型和优化翼型进行翼型绕流数值计算,比较数值计算结果表明,优化翼型相比于初始翼型升力系数和升阻比都有所提高。     

水平轴潮流能叶轮叶片数量分析研究

叶片数量是水平轴潮流能发电叶轮的重要技术参数,对水平轴潮流能发电装置叶轮叶片数量问题进行了研究;利用叶素—动量(BEM)理论的Wilson方法设计了2叶片和3叶片两种水平轴潮流能叶轮,两种叶轮的直径、额定工作流速、启动工作流速、最大工作流速等参数一致,控制策略均采用调桨距角方案;利用WT_Perf对模型的合理性进行了验证;利用建立的仿真模型,从功率系数、发电量、轴向推力、启动力矩等4个方面,分析对比了2叶片叶轮和3叶片叶轮的特性;对比结果表明,对于流速较低的海域,使用2叶片叶轮的方案具有一定优势,符合装置实际使用情况。     

潮流能水轮机水动力分析方法

潮流水轮机是潮流能转换装置的核心装备,潮流水轮机水动力性能和载荷则是潮流能转换装置总体设计和结构设计的基本依据。到目前为止,流动分离、流固耦合、空化以及复杂环境条件等强非线性因素对潮流水轮机水动力的影响仍然是一个值得研究的问题。本文基于哈尔滨工程大学在潮流能利用技术领域多年的研究成果,对潮流水轮机在均匀流水动力分析和流固耦合分析的不同数值方法及相关计算结果进行了回顾和对比分析,并提出了一种水轮机波浪载荷的计算模型。     

老铁山水道潮流能初步估算

采用ECOMSED海洋数值模型较好地模拟了渤海的潮流运动状况,估算了老铁山水道的潮流能的理论蕴藏量,并采用FLUX方法对该水道的技术可开发量进行了评估.结果表明,老铁山水道北侧近岸海域最大可能流速约2.5 m/s,平均功率密度超过500W/m2,大潮平均最大功率密度为3 700w/m2,小潮平均最大功率密度为1400w...     

舟山海域潮流能资源评估

利用MIKE 21Flow Model_FM HD模块搭建包括杭州湾在内的整个舟山海域水动力模型,利用实测资料验证模型,验证结果表明,模型计算值与实测值吻合较好。由此表明,所建模型能够正确反映舟山海域的潮流特征。然后计算2014年舟山海域的潮流场,统计出舟山海域的潮流能平均功率密度和空间分布特征。计算出10个特征断面上潮流能资源理论蕴藏量约为250万kW,对舟山海域潮流能开发利用具有一定的参考价值。