基于通航环境的船舶能效建模仿真研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

研究意义：

航运业是经济社会发展的重要基础产业，在维护国家海洋权益和经济安全、推动对外贸易发展、促进产业转型升级等方面具有重要作用。但是近几年由航运带来的环境问题日益突出，特别是以二氧化碳为代表的温室气体的排放受到了各国的重视。有报告显示，2002年航运业方面共排出约5亿吨二氧化碳，而2007年达到10亿吨国际海事组织(imo)在2013年发布研究报告称，如不施行减排措施，到2050年，航运业的二氧化碳排放量将是2007年的350%，可以说世界航运业温室气体减排工作势在必行。因此，积极提升船舶能效对于航运业的发展具有十分重大的意义。

研究目的：

本课题引入eeoi为船舶运营能效的评价工具，通过对能效影响因素的分析结合实船数据，建立船舶能效模型，通过仿真计算，分析提高船舶能效的措施和方法，从而在理论上实现船舶营运过程中的二氧化碳的减排和能源利用效率的提高。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容及目标：

EEOI全称为船舶能效运营指数，是由国际海事组织在2009年的第59届环保会上提出的，该指数表征了运输每吨货物每海里所产生的二氧化碳排放量，是评价船舶能效利用水平的重要标准。本课题就是以船舶的节能减排为总体目的，围绕通航环境来研究船舶能效，从船舶本身和通航环境两方面，确定影响EEOI的确定性因素和随机性因素，并进一步分析船舶因素、环境因素和船舶能效之间的内在联系，通过在MATLAB/Simulink上建立仿真模型，针对不同海况、不同航速下的EEOI值进行仿真计算，并根据仿真结果给出降低船舶EEOI的一些建议。

拟采用的技术方案及措施：

1、评估BSR、INTERTANKO和EEOI指数的优劣性，阐明EEOI指数更具科学性和合理性，确保本课题的意义。

2、对EEOI指数公式进行分析。

3、先分析影响EEOI的主要因素，在运用能特卡罗法将其分为分为确定性因素和随机性因素。船型确定时，尺寸、主机转速、航速初值设定确定值，部分确定性因素也可确定。

随 机 性 因 素	静水阻力	三因次法 ITTC推荐公式
波浪阻力	引入不同海况确定特征波高
确 定 性 因 素	船体的设计参数	水线面面积、水线长、排水体积等确定
螺旋桨的特性	敞水特性 伴流分析→推力、扭矩
主机的性能	设定转速 设定航速初值→输出转矩、输出功率、油耗率
三者配合关系	船桨→推力与阻力的关系；桨机→转速、扭矩、功率

4、利用Simulink将随机性因素、船体因素、螺旋桨、主机几大模块综合建立能效模型。

5、针对不同海况、不同航速下的EEOI值进行仿真计算，并根据仿真结果给出降低船舶EEOI的一些建议。

3. 研究计划与安排

第1—2周：结合论文题目和前期工作做出进度计划，查阅相关文献资料， 明确研究内容，确定方案，写出开题报告与文献综述。

第3—4周：完成5000汉字以上的相关外文资料翻译。

第5—7周：从船舶本身和通航环境两方面，确定影响eeoi的确定性因素和随机性因素。

第8—10周：引入波浪阻力作为环境因素，在matlab/simulink上建立船舶能效模型。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]刘继龙. 船舶能效设计指数分析[d].大连海事大学,2013.

[2]张丽瑛. 船舶能效设计指数及其未来对船舶业的影响[j]. 中国水运(下半月刊),2011,01:1-3 5.

[3]彭传圣. 营运船舶co2排放限值与船舶能效设计指数标准比较[j]. 水运管理,2013,04:10-11 21.

[4]彭传圣,李庆祥. 船舶能效设计指数及其影响[j]. 航海技术,2010,05:46-48.