2。2。2 流动种类 10

2。2。3 流体动力特性 10

第三章 传统型风帆模型的建立及有限元分析 12

3。1 风帆模型分类概述 12

3。2 帆型及帆型参数的确定 12

3。2。1 帆型的确定 12

3。3 有限元数值模拟及结果分析 14

3。3。1 传统型风帆数值模拟模型的建立 14

3。3。2 有限元结果汇总及分析 15

3。3。2。1 相同攻角不同风速下的曲线图 15

3。3。2。2 相同风速不同攻角下的曲线图 22

3。3。3 大攻角下的升阻曲线 28

3。3。4 FLUENT后处理 31

3。3。5 传统型风帆与新型风帆对比分析 33

第四章 实验方案的设计 36

4。1 实验方案初步设计 36

4。2 详细实验方案 37

4。2。1 实验目的与任务 37

4。2。2 实验装置 37

4。2。3 实验步骤 38

第五章 总结及展望 39

5。1 本文总结 39

5。2 本文研究展望 39

致谢 40

参考文献 42

第一章 绪论

1。1本文的研究背景及意义

由国际上某权威部门的最新统计材料可以得知:在未来的20年里,全球能源的消耗总量将会比之前增加66个百分点[1]，按照当前的燃油的消耗速度,所有的石油储量仅可提供开采不到半个世纪。然而，船舶运输业仍主要依靠石油为主要的动力来源。因此，本文对风帆助航技术的研究就显得越发的重要。

根据我国交通运输部门的最新相关政策,全国每家航运单位要从自身源头上掌握船舶的能耗入关规范。同时，也要尽可能的对那些高能耗的设备进行改进。要不断对船舶的运输能力的结构组成加以改进,使得我国的船舶事业达到先进节能的高度。

目前全球能源消耗量非常大，资源越来越吃紧，与此同时需求量却越来越大，各国纷纷发布船舶减排法律法规并且进一步实施。在当下,风能，一种可再生的清洁能源再一次受到了世界各国能源专家的重视，并且重新成为我们钻研的重点。跟其他可利用能源相比，风能具有清洁无污染、可再生性等优势,世界各国的船运企业都把风帆在船舶上的应用，即利用风能作为主要推动力作为自己研究工作的重点。

虽然风能这一绿色能源有着很多的优点,但是因为它本身的不稳定分布及不均等的特点给我们的研究工作带来了许多的困难。尤其是在关于如何将风帆助航技术更为高效的应用在大型船舶这一课题上更是困难重重。但是经过不懈努力，科研者们在风帆辅助推进装置方面的研究做出了历史上的突破[2]。

使用风帆来充当船舶的辅助推进装置,是在如今这一科技水平和自然条件用来减少船舶的燃油消耗量,这也是用来减少航运成本,降低氮硫化物、二氧化碳等污染气体排放的有效措施之一[3]。为了缓解世界的能源危机，保护生态自然环境，对于风帆助航技术的研究以及应用,起着至关重要的推进作用。