結構輕量化對船舶能效設計指數(shù)的影響研究.pdf

1、2011年MPEC62次會議正式通過了“新船能效設計指數(shù)(EEDI)”，并于2013年開始實施，2015年正式執(zhí)行。EEDI是是船舶消耗的能量換算成CO2排量和船舶有效能量換算成CO2排量的比例指數(shù)，是衡量船舶是否達到綠色船舶要求的指標。相比于其他綠色船舶優(yōu)化的方法，減輕結構重量主要應用于設計階段。結構優(yōu)化的優(yōu)勢在于不改變船舶的型線，不改變船舶的布置，可直接減少造船用的鋼料。由于鋼料的減少，一方面可以增加部分載重量，另一方面可以降低主機

2、功率，從而有效地降低EEDI值，提高船舶能效水平。因此在保證船舶安全性的同時，減少船舶的自重，增加船舶載貨量，是提高新船能效水平的重要技術措施之一。因此，本文分析船舶結構輕量化對能效設計指數(shù)的影響，從而探討提高新造船舶能效水平的有效方法。
　　針對相關研究現(xiàn)狀，本文研究內容包括以下三個方面:
　　首先闡述了基于優(yōu)化設計的船舶結構輕量化方法。簡要介紹了結構輕量化方法，梳理了其中的船舶結構優(yōu)化設計方法以及船舶結構優(yōu)化設計流程。以

3、4500DWT散貨船為例，對其進行了結構優(yōu)化設計，包括設計變量、目標函數(shù)和約束條件的確定，結果，其船體結構鋼料重量減輕了4.30％。
　　對船舶結構輕量化對EEDI的影響進行了定性和定量分析，并對分析結果進行了系統(tǒng)的闡述。介紹船舶能效設計指數(shù)的計算公式及各參數(shù)的含義和取值方法，重點對EEDI公式進行了敏感性分析，包括載重量敏感性分析和主機功率敏感性分析。結構重量減輕后，通過增加載重量和減小主機功率兩種途徑，探討兩個因素對EEDI影

4、響的敏感性。以4500DWT散貨船為例，在結構優(yōu)化設計之后，通過兩種途徑，得到的該船EEDI值降幅均大于4％，且減小主機功率后EEDI的降幅更大。然后，對船舶結構強度進行了全船有限元分析，系統(tǒng)地闡述了有限元模型的建立、網(wǎng)格的劃分方法、邊界條件、計算工況、載荷施加及強度校核標準，并對全船主要結構件進行了強度校核，以確保優(yōu)化的結構在增加載重量后仍滿足規(guī)范要求。
　　應用VB語言，設計并開發(fā)了船舶EEDI計算程序。對程序開發(fā)進行了需求分