超大型集装箱船能效设计指数优化研究.pdf

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1、第39卷第5期2017年5月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．39．NO．5May，2017超大型集装箱船能效设计指数优化研究王刚成，马宁，顾解忡(上海交通大学船舶与海洋建筑工程学院海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海200240)摘要：采用船型优化方法就超大型集装箱船10000TEU的能效设计指数(EEDI)进行优化。文中以降低对主机功率的需求、提高能效设计水平为目标，优化该超大型集装箱船的阻力性能。优化时利用平移法和径向基函数方法进行船体曲面重构，并分别采用基于Rankine源非线性势流理论和

2、边界层动量积分计算兴波阻力和摩擦阻力，最后同时使用遗传算法(NSGA—II)和序列二次规划算法(NLPQL)在设计空间中探索满足约束条件的阻力最优船型。结果表明，通过该优化方法获得的最优船型，其能效设计指数优化程度明显，能够满足现阶段IMO对新造集装箱船计及折减系数后的强制要求。关键词：EEDI；船型优化；阻力；折减系数中图分类号：U661．3文献标识码：A文章编号：1672—7619(2017)05—0060—05doi：10．3404／j．issn．1672—7619．2017．05．012Researchontheenergyefficiencyde

3、signindexoptimizationofultralargecontainershipWANGGang—cheng，MANing，GUXie—chong(StateKeyLaboratoryofOceanEngineering，CollaborativeInnovationCemerforAdvancedShipandDeep—SeaExploration，SchoolofNavalArchitecture，OceanandCivilEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China

4、)Abstract：TheEnergyEfficiencyDesignIndex(EEDI)ofthe10000TEUUltraLargeContainerShipisreducedbyshiphull·formoptimizationmethod．ThedragoftheULCSatdesignspeedisoptimizedinordertolowerthedemandformainenginepowerandimprovetheenergyefficiencydesignlevel．Duringtheprocessofresistanceoptimi

5、zation，radialbasisfunctionandshiftingmethodsareutilizedtomodifythehullsurface；thecalm—waterdragisevaluatedbythesumofthewavedragpredictedbyRankinesourcemethodandthefrictiondraggivenbyboundarylayermomenmmintegralmethod．Finally，theoptimumhullformisobtainedviausinggeneticalgorithmmSGA

6、—II)andsequentialquadraticprogramming(NLPQL)simultaneously．ResultsshowthattheEEDIoftheoptimalhullformobtainedbytheaboveoptimizationapproachcanbere-ducedconsiderablyandmeettherequiredEEDIvalueconsideringthereductionfactor．Keywords：EEDI；hull—formoptimization；drag；reductionfactor0引言船

7、舶及航运行业是工业制造及交通运输中的重要产业，但其能耗及碳排放的增长幅度却远超其他行业水平”]，国际海事组织IMO已于2009年MEPC59次会议上通过了“新船能效设计指数(EEDI)计算方法临时导则”作为绿色船舶设计的关键参考性指标，旨在通过限制船舶CO，排放来进行船型优化，并促进节能环保船型的开发。另一方面，集装箱船作为目前三大主流船型之一，所产生的温室气体排放量在所有船型中占比最高[2]，其载重吨位也正逐年快速增加，集装箱船的超大型化已成为近年来的趋势，然而我国目前有超过57％集装箱船能效设计水平未达到IMO规定的EEDI最低要求[3】，因此提高超大

8、型集装箱船的能效设计水平为应对全球变暖问题具有十分重要的意义。EE