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基于EEDI能效设计指数的高性能船舶优化方法研究

邹勇  
【摘要】:EEDI能效设计指数是衡量船舶能效水平的重要指标,对于新建船舶,在设计初期和试航阶段都需要对该指标进行验证,验证满足要求,可以投入运营,反之则淘汰。但该规则并不适用所有船型,对于高性能船舶,规则并没有具体要求。然而伴随着全球温室效应的不断加强,EEDI的要求将越来越严格,高性能船舶未来也将纳入至标准当中。因此,对高性能船舶EEDI的研究,是高性能船舶建造及研究单位的重要课题。 为了应对未来EEDI对高性能船舶进行限制,本文在现有的EEDI规则基础上,研究了高性能船舶EEDI,对高性能船舶EEDI计算公式及基线公式进行了探讨,并以高速游艇为实例,对其能效水平进行了分析研究,得出该类型船舶EEDI能效水平。并从节能装置、无压载水设计和船型优化三个方面具体介绍了提高高性能船舶能效水平的措施,为日后高性能船舶节能减排研究提供参考。 为了进一步提高高性能船舶的能效水平,本文创新性的提出了基于EEDI的高性能船舶多目标优化方法研究,其原理是采用合适的多目标优化算法,对影响高性能船舶EEDI的两个重要因素航速和载重能力进行多目标优化,从而达到高性能船舶EEDI优化的目的。学习研究多目标优化方法,对比分析多目标粒子群优化算法和多目标遗传算法,选择更适合于EEDI优化的多目标遗传算法。基于MATLAB多目标遗传算法工具箱,以57.6米高速铝合金快速反应支持船为实例,对该高速船进行EEDI多目标优化,得出满意的优化设计方案。优化结果表明,多目标遗传算法的应用在高性能船舶设计初期的船型论证中能有效的提高高性能船舶的能效水平。


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