71m平台供应船主推进装置方案设计及选型研究

论文摘要

随着人类对海上油气资源越来越大的需求,石油钻井平台将会得到很大发展,而为钻井平台正常运转提供服务的平台供应船也将有很大的发展空间。作为船舶核心的推进装置是十分重要的,为这种船舶设计一套经济、可靠、实用的主推进系统是本文关注的问题。目前,国内大部分平台供应船仍然采用柴油机-螺旋桨推进,而国外已经广泛采用电力推进方式。根据国内外发展趋势,在查阅大量文献资料的基础上,本文总结了平台供应船的设计特点,列出了多种典型的平台供应船主推进装置形式,简单介绍了各种主推进装置的特点,为这种类型船舶主推进装置选型提供参考。本文以71m平台供应船主推进装置为研究对象,根据资料,提出了五种主推进形式（四机双桨、双机双桨、Z型全回转电力推进、吊舱式电力推进和喷水推进）,采用模糊综合评价方法,建立了模糊综合评价模型。对五种主推进形式从四个方面（技术、经济、性能和实施难度）进行综合评价,从而确定了五个方案的优劣排序,根据评价结果,简单地分析了各个方案的优缺点,为这种类型船舶主推进装置选型分析提供了一些参考。在确定了71m平台供应船主推进形式后,需要对主推进装置进一步设计,确定几个最重要的数据（主机功率、螺旋桨敞水效率、螺旋桨直径等）。采用图谱设计法进行初步匹配设计（主要应用B系列螺旋桨图谱）,得到了初步设计结果,初步设计结果供参考。在进一步的终结匹配设计中,引入了最优化思想,确定了目标函数和约束条件,建立了以主推进装置效率为最高,满足空泡校核要求的最优化数学模型。由于最优化模型比较复杂,所涉及到的数据很多,单凭人工计算显然是不可能的,因此,本文采用了序列二次规划方法,并利用MATLAB软件优化工具箱中的有约束优化函数fmincon实现这一方法,对最优化模型进行优化求解,得出结果,为进一步设计提供了依据。本文是模糊综合评价方法在评价主推进系统中的一次尝试,同时在匹配设计中应用了最优化思想,旨在建立一套最佳的主推进系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及其意义
• 1.2 课题研究的国内外现状
• 1.3 本课题的主要工作
• 第二章 平台供应船特点概述
• 2.1 海洋供应船发展概况
• 2.2 海洋供应船的主要作用
• 2.3 平台供应船的设计特点
• 2.3.1 总体设计特点
• 2.3.2 动力装置设计特点
• 2.4 本章小结
• 第三章 平台供应船动力装置方案研究
• 3.1 柴油机-螺旋桨推进
• 3.1.1 推进器
• 3.1.2 平台供应船柴油机-螺旋桨主推进方式
• 3.2 电力推进
• 3.2.1 电力推进装置
• 3.2.2 电力推进在平台供应船上的应用
• 3.3 喷水推进
• 3.4 本章小结
• 第四章 71m平台供应船主推进装置方案研究
• 4.1 71m平台供应船总体特征参数
• 4.2 71m平台供应船主推进方案
• 4.2.1 推进方案选择
• 4.2.2 柴油机推进方案设计
• 4.2.3 电力推进方案设计
• 4.2.4 喷水推进方案设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 71m平台供应船主推进装置方案评价
• 5.1 评价方法
• 5.1.1 系统综合评价
• 5.1.2 评价指标体系及其标准化方法
• 5.1.3 综合评价指标权重的确定
• 5.1.4 评价方法
• 5.2 模糊评价方法在71m平台供应船方案评价中的应用
• 5.2.1 评判指标集的建立
• 5.2.2 指标隶属度的确定
• 5.2.3 评价指标权重的确定
• 5.2.4 评价结果
• 5.3 本章小结
• 第六章 71m平台供应船动力装置优化设计
• 6.1 初步匹配设计
• 6.1.1 螺旋桨形式的确定
• 6.1.2 设计过程
• 6.2 终结匹配设计
• 6.2.1 设计变量
• 6.2.2 目标函数
• 6.2.3 约束条件
• 6.2.4 优化方法
• 6.2.5 结果分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 本文总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录