第三章Maxsurf软件及静稳性曲线计算 17

3。1maxsurf软件介绍 17

3。2模型建立过程 17

3。2静平衡计算 21

3。3本章小结 32

第四章风帆助推船完整的稳性计算方法 34

4。1船舶稳性理论和稳性要求 34

4。2稳性计算 34

4。1半帆计算 35

4。2全帆计算 39

4。3两种方法的比较和小结 41

结论 43

致谢 44

参考文献 45

第一章绪论

1。1选题原因

1。1。1选题背景

化石燃料的大量使用不仅使得原料的价格大幅上涨，也使得这些资源临近枯竭。船舶营运过程中，燃料成本在其中占了很大的比重，并且比重也越来越高。船舶燃料用油成分比较复杂，且所排的气体中有害物质也很多，这就使得自然环境，特别是海洋环境所面临的压力较大。世界各国对此表示密切的关注。因此，世界对于无污染的绿色船舶的需要显得越来越迫切。现代船舶科研者们对于风帆助航船舶的研究也是基于此才开始的。风能作为一种绿色能源无污染，能源的获得过程也是没有污染的。将它运用在船舶的航行上是十分合理的，能降低对于化石燃料的需求，缓解能源危机，还能减轻环境压力。目前的话，已有很多国家对此展开研究，并取得了一些成就。这也说明，使用风帆助力现代船舶的航行，是可行的[1]。

在船舶上安装风帆设备是为了借用风能来给船舶的航行提供推力。但是，在船舶上安装风帆设备也是一定的风险的。为了保证在达到风力推进目的的同时船舶的安全可靠，在设计风帆设备时要按照规则进行。在安装风帆设备后，首先受到影响的是船舶的稳性。风帆在风力作用下会产生侧向的风倾力矩，如果这个力矩太大的话，船舶就有倾覆的危险。所以也不是所有的船舶都具有安装风帆设备的条件，至少船舶的稳性要较优越。可以安装风帆设备的船舶至少应该满足船宽较大，受风面积（除去风帆）较小等条件，并且船舶甲板上要具备安装风帆设备的条件，至少要有能够安装帆设备的平台。要满足这一条件，就要求主甲板上的货物重心较低，风帆的旋转不能受到限制[3]。

1。1。2经济效益及应用前景考量

船运公司和船东愿意接受风帆助航船舶的主要原因是风帆能够为船舶提供动力，减少对燃料的需求，从而达到降低成本的目的。风帆助推船舶带来的巨大的经济优越性和环境优越性使得其发展受到各方面的巨大关注[10]。

1）若两船在相同风速下航行，则船速较低的那艘船风帆推力效果更明显。

2）船舶满载排水量越大，其单位载重量的耗油就越少。所以，船舶满载排水量越大，载重量越大，其经济成本就越少。

3）船型标准化与船舶规模：安装风帆助航系统的船舶规模越大，尤其是同一标准船型的规模越大，其风帆设备的安装和使用经济成本就越低。因此在灵便型、巴拿马型和好望角型等标准化船型上安装风帆助航系统前景较好。

4）风帆设备利用风能来给船舶提供推进动，因此，受天气尤其是风力的约束较大。在选择航线时，尽量应选择风力条件较好的航线。