船舶上层建筑结构优化及风阻分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

自2011年12月，德班世界气候大会，并实施《京都议定书》第二承诺期，全世界进一步加强采取措施向节能减排和绿色环保方向发展。在全球“绿色”大潮的推动下，船舶业和航运业的“绿色”进程也在加快。绿色船舶大行其道是必然趋势，但绿色船舶不只包含低碳概念，还应兼顾成本控制与运营效率，是指贯穿在整个设计、制造、营运、停泊、维修、报废、拆解、废物回收与利用的全过程中，保证资源消耗要低于资源的再生、尽量使用再生资源，清洁、无污染。船舶业“绿色”，随着eedi(船舶能效设计指数)和seemp(船舶能效管理计划)被正式纳入marpol公约(《国际防止船舶造成环境污染公约》)

附则六修正案，国际海事组织(cimo)温室气体减排框架下的三个关键步骤，即eedi,seemp,mbm(市场机制)中，已有两项被列入强制要求。这预示着航运业、造船业以及相关产业所面临的减排冲击将全面进入实质性阶段。eedi对造船工业提出了更高要求，涉及到船型优化、螺旋桨优化、推进系统布置优化、配套设备优化等，替代能源、新能源技术的储备和应用。eedi之于船舶工业，不仅是要求船舶的设计理念全方位提升，同时，对船舶配套能力和新技术的研发能力都是严峻考验。当前，世界主要造船大国对船型升级、新技术研发，新船型、新技术的商业竞争已经全面启动。

imo目前提出了涉及25个领域的绿色减排技术，其中大部分技术已被国外船厂应用，预计技术成熟期在2015年到2020年。日本和韩国的eedi船型开发已经进入成熟期，具备接单条件;我国现阶段对这些技术还处于初步掌握阶段，情况不容乐观。研发和创新是我国船企的弱项，重大技术攻关从研发到应用需要若干年的时问，如果船舶行业放缓绿色船型、绿色技术研发的步伐，届时只能高价购买国外的设计和设备，eedi就将成为我国船舶工业做大做强的致命障碍。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究目标

由于实际测量耗费巨大的空间，时间和经济且很难找到合适的环境，风洞实验研究周期长且经费太高都为船舶风阻分析带来了很大的局限性。所以cfd技术便应运而生，cfd因为研究周期短，经费低等优点已成为世界上流体研究的主流方法。因此，熟练运用cfd来进行数值模拟显得格外重要。本设计的研究目标便是运用cfx来对船舶上层建筑在不同工况下进行数值模拟从而得到最优解。

2.2基本内容

3. 研究计划与安排

2015年02月16日--02月28日:调研，拟定提纲，完成《开题报告》。

2015年03月01日--03月10日:阅读参考文献，熟悉有限元数值仿真的基本流程。

2015年03月11日--03月20日:建立有限元船舶上层建筑相关模型

4. 参考文献（12篇以上）

4.1研究意义

近些年，国际油价的不稳定，加之不断增强的环保意识，驱动了在实际海况中，对于船舶燃油高效性，经济性的绿色船舶更长远的需求。有关船舶性能方面，虽然有关研究机构己经做了大量的研究，但是对于船舶经济性的评价，仍仅限在平稳海况下，海事实验的评定。尤其在船舶设计阶段，目前还没有针对船舶在实际海况中，船舶性能评价综合性水平的方法。因此，直到船舶真正下水之前，对船舶性能的精确评价都是极其困难的。而且，由于船舶正常航行中遇到载况、航行路线，海况的不同，进行性能比较研究并不容易。

船舶作为能耗大户，燃油费用在船舶可变动运输成本中所占的比重最大，约占可变动运输成本的50%左右。根据统计数据显示，一艘20000吨的货轮，主机功率为8000kw情况下，节省4%的燃料每年可以节省180000美元，一艘5000箱集装箱船，主机功率为50000kw情况下，节省5%的燃料每年可节省1500000美元。