面向低碳的远洋渔船全生命期动力装置精细化设计与系统布局优化

基本信息
批准号:51109023
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:任莉
学科分类:
依托单位:大连海洋大学
批准年份:2011
结题年份:2014
起止时间:2012-01-01 - 2014-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张文孝,李华彦,赫明月,蒋志金
关键词:
精细化设计低碳系统布局优化远洋渔船动力装置
结项摘要

从世界渔业发展历程来看,由沿岸到近海(包括外海海域)再到远洋,是海洋渔业的规律性进程,也是海洋渔业发展的必然趋势。目前,世界远洋渔业日益受到高油价以及环保的挑战,面临着极大的节能减排压力,尤其当前致力于发展低碳经济。本课题将低碳思想贯穿于远洋渔船动力装置的整个设计过程,基于产品生命周期理论,综合研究分析远洋渔船动力装置的能源消耗特性与运营成本,优化动力装置的用能结构;从远洋渔船运营的低碳、低成本多目标出发,运用系统仿真及近似动态规划方法,进行船机桨网的工况和匹配优化研究;通过对余热利用系统的Exerey分析,提出远洋渔船动力装置余热制冷、制冰和制淡优化方案,实现动力装置精细化设计与系统布局的多智能体协同优化,从而构建低碳型远洋渔船全生命期动力装置优化的理论框架。为建设低碳型船舶提供科学的理论依据。

项目摘要

本项目研究按照原定计划展开,旨在探讨远洋渔船动力装置的低碳节能设计问题。主要的研究成果如下:.(1)提出了基于生命周期理论的远洋渔船动力装置用能结构优化方法. 本项目通过分析远洋渔船复杂工况下的能源消耗特性,并借鉴IPCC温室气体排放清单指南和全球变暖潜值,提出了远洋渔船营运作业过程中的碳排放计算方法。考虑传统柴油机动力装置和柴油机/新能源混合动力装置,以低碳为目标分析了远洋渔船的用能结构,仿真结果表明加大再生能源和清洁能源在远洋渔船动力中的比重,是实现船舶低碳节能的重要措施。.(2)建立了低碳目标下远洋渔船的船机桨网工况和匹配优化模型. 针对远洋渔船的变工况需求,基于船型、机型、桨型和网具的运动平衡方程、动力平衡方程和能量平衡方程,建立了远洋渔船动力装置船机桨网的仿真模型,通过选择最佳设计工况和合理选配船机桨的特性参数,实现了远洋渔船的船机桨网匹配优化。.(3)结合模拟分析和系统仿真技术,构建了远洋渔船氨水吸收式余热制冷系统优化方法. 基于氨水吸收式制冷系统的热力学分析,分别以最大制冷系数和Exergy 效率为目标函数,构建氨水吸收式制冷系统的数学优化模型,并采用遗传算法对模型进行求解,得出氨水吸收式制冷系统的最优工作性能参数。.(4)建立了以低碳节能为目标的远洋渔船动力装置精细化设计与系统布局的多智能体协同优化模型. 基于远洋渔船动力装置的子系统之间的耦合关系,构建远洋渔船动力装置精细化设计和系统布局的协同优化模型,以低碳和低成本为目标,通过多AGENT优化算法,获得系统的全局最优解,实现远洋渔船动力装置的低碳节能设计理念。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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