核动力民用船舶研究现状与展望

摘要:本文综述了核动力民用船舶的发展历史、研究进展及面临的主要挑战,并探讨其发展趋势、应用路径。首先,回顾了核动力商船、核动力破冰船和海上浮动核电站三种典型应用的发展历程,总结了相关标准法规、监管机制现状。其次,系统梳理了当前国际在压水堆、快堆、熔盐堆、小堆、微堆等多种技术路线上的研究进展,分析其在民用船舶应用中的潜在优势,及安全性、经济性与监管方面的局限。最后,展望了小型化、模块化和固有安全方向的发展趋势,并建议通过固定航线示范运营、分段推船模式及聚焦应用场景、提升经济性、完善监管体系等措施,稳步推进核动力民船的开发与应用。

船用低碳燃料的应用现状及趋势

摘要:为应对碳排放引发的全球极端气候问题,航运业亟须发展低碳动力技术。经系统分析主流低碳燃料(天然气、石油气、绿氨、绿氢、绿甲醇等)在船舶上的应用现状,并基于21万t散货船的CⅡ计算,构建包含燃料特性、加注存储、供给系统等指标的综合评价模型。分析结果表明,当前天然气和石油气最符合短期减排需求;至中长阶段,绿色燃料成本下降到合理区间,综合评价得分:绿醇为0.71、绿氨为0.67、绿氢为0.63,3种燃料将形成主导格局,其中绿醇最具应用潜力。该多维度评价方法具有可行性,为船舶动力低碳转型提供量化决策依据。

中国船舶配套设备国产化路径研究

摘要:[目的]随着船舶行业步入新一轮上行周期,船舶配套业也进入新的运转周期,设备产量持续增长,但我国船舶配套设备国产化率仍有待提高。为了促进船舶配套设备国产化水平的提升,研究船舶配套产业发展路径与趋势是推动行业高质量发展的重要方向。[方法]通过梳理船舶配套设备国产化现状,对设备产业分布、生产链条国产化水平和实船装船率等进行研究分析,[结果]提出现行国产化进程中制造业工艺不够、品牌认可度不高等痛点,并指出后续的行业发展建议。[结论]研究成果可为我国船舶配套产业发展提供一定参考。

船用大功率质子交换膜燃料电池动态耦合特性分析与多约束优化

摘要:[目的]质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统在可变负载下的性能退化是制约其应用可靠性与经济性的关键瓶颈,而传统电气模型难以揭示多物理场动态交互机制,为解决该问题,[方法]提出一种基于阳极引射器循环的船用大功率PEMFC 系统结构,并构建系统“热-电-气-液”多物理场动力学模型,开展考虑热动力性与经济性的动态耦合特性分析。借助基于Spearman 相关系数的相关性分析工具对不同运行参数下的系统性能指标的响应趋势进行探索。针对系统多约束优化难题,提出一种基于人工神经网络与多目标灰狼优化算法的多约束优化框架,以获取PEMFC 系统的最佳运行参数与最佳综合性能。[结果]研究结果表明:最佳操作点下的PEMFC 系统净功率提高2.71%,且运营成本降低12.21%。[结论]研究结果可为船用大功率PEMFC 系统的热动力性-经济性协同设计提供一定参考。

国际极地船舶技术发展现状与未来趋势分析

摘要:[目的]为促进未来极地船舶技术的创新发展,[方法]针对极地地区的低温、浮冰、降雪、强风和可见度差等恶劣气候条件对极地船舶设计和运行的要求,系统分析极地船舶技术的发展现状和未来趋势。重点概述当前极地船舶在船体设计、动力系统、导航技术和环保技术等方面的技术发展,并指出其在抗低温、破冰能力、航行安全和绿色环保等领域的发展现况与关键技术突破。[结果]结果表明:尽管极地船舶面临着极端环境、技术适配性和成本等多重因素的制约,但随着绿色能源技术的广泛应用、智能化系统的全面集成以及船体结构的不断优化升级,未来极地船舶技术有望朝着高效、环保和可靠的方向发展,为极地船舶技术开发和全球航运注入新的动力。[结论]研究成果可为未来极地船舶的设计和运行提供一定参考。

碳纤维高速船的船舶主机基座铺层优化应用研究

摘要: 碳纤维复合材料凭借质量轻、强度高、抗疲劳、成形方便等优势在船舶领域发挥着重要作用。设计中充分发挥复合材料的各项性能优势,能够对船舶主机基座进行减重优化。本研究通过试验测试得到SRJXT-740、SR-JLT-742 和SR-JTT-779 等3 种织物的材料参数实测值; 以实测结果作为有限元分析的输入参数,研究不同织物及其铺层层数对船舶主机基座的强度和阻抗影响; 在此基础上优化铺层设计,在结构强度和阻抗与原铺层( SR-JTT-779×5) 的基本相同的情况下,得到SR-JXT-740×4+SR-JLT-742×3 的优化铺层方案,使碳纤维复合材料主机基座的质量降低30%。

我国船舶与海洋工程装备发展现状及展望

摘要:船舶与海洋工程装备(简称船海装备)是开展海洋运输、资源开发、科学考察、权益维护等活动的直接载体,加快建设制造强国和海洋强国的重要支撑;总结我国船海装备领域的发展成就与经验并谋划未来布局方向,对巩固船海装备制造业优势、促进船海装备领域高质量发展具有重要意义。本文从船海装备领域整体进展、重点船海装备发展情况、船海装备领域发展经验等方面梳理了我国船海装备领域发展现状,在辨析我国船海装备领域发展环境的基础上,凝练了更加注重绿色环保高效,数字化、智能化、无人化发展,深远海资源开发利用多元化、融合化等领域发展趋势。面向未来,可重点布局远洋运输船舶、内河绿色智能船舶、深海油气资源开发装备、海洋新兴资源开发装备、深海探测与作业通用装备、深远海综合保障装备,发展船海装备节能与环保、船海装备数智化、船海动力与能源、船海装备试验验证、关键材料应用、船舶智能制造等共性关键技术,同步加强以智能设计与优化、自主航行运输船舶、无人车间/船厂为代表的前沿技术研究,以形成高端船海装备研发能力、带动关键系统设备工程应用、解决基础前沿技术能力薄弱问题。

船舶激光-电弧复合焊接技术的研究进展

摘要:建设海洋强国战略的加速推进,对船舶建造提出了更高要求。激光-电弧复合焊接作为新型焊接技术,将激光焊接与电弧焊接有机结合,具有焊接效率高、焊后变形小、适用范围广、智能集成化高等优势,被逐渐在船舶与海洋工程领域推广应用。回顾了激光-电弧复合焊接技术的发展过程及研究现状,阐述了激光-电弧复合焊接机理,介绍了船舶激光-电弧复合焊接的主要类型及船舶建造工程化应用的现状,分析了其在船舶建造的应用优势和不足,探讨其未来的发展趋势和研究方向,以期为激光-电弧复合焊接技术在船舶工业制造领域的应用提供参考。

船舶焊接的自动化与智能化发展趋势

摘要:船厂的焊接生产严重依赖人工,为了应对国际竞争和用工短缺的压力,需要持续推进焊接的自动化与智能化。通过阐述船舶焊接自动化与智能化的关系,指出二者并不是对人工焊接的完全替代,而是要结合船厂生产特点,实现“人机结合”。此外,还总结了船厂焊接的发展趋势,给出了发展建议。

螺旋式吸隔声超材料分析与测试研究

摘要:由于中、低频段声波在传播过程中难以衰减,控制中、低频宽带声波已成为一个具有挑战性的课题,因此,开发具有低频吸隔声降噪功能的新型材料或结构是很有必要的。声学超材料的特殊属性为吸隔声领域的发展提供了新的思路。为有效控制中、低频段噪声,本文通过有限元软件COMSOL Multiphysics 优化设计了一种新型的空间螺旋式声学超材料,并完成100~2500 Hz 频段范围吸声和隔声性能的计算分析,借助3D 打印完成超材料制备,进行螺旋式声学超材料的吸隔声性能对比实验研究,验证计算方法的准确性。