小型海洋碳排放测量船的结构设计_陈佳威.pdf
《小型海洋碳排放测量船的结构设计_陈佳威.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《小型海洋碳排放测量船的结构设计_陈佳威.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、科技与创新Science and Technology&Innovation302023 年 第 04 期文章编号:2095-6835(2023)04-0030-03小型海洋碳排放测量船的结构设计陈佳威,林 建,陈婧鑫,孟 巧(南通理工学院电气与能源工程学院,江苏 南通 226002)摘要:设计了一种小型无人海洋碳排放测量船,利用 ANSYS 前处理软件 SCDM 进行建模,然后利用 workbench 进行有限元计算,得到静水条件下船模的变形和应力结果,根据结果分析满足结构的强度要求,为下一步结构优化提供参考。关键词:碳排放测量船;结构设计;ANSYS;强度计算中图分类号:P715文献标志码
2、:ADOI:10.15913/ki.kjycx.2023.04.009世界许多国家工业的崛起促进了经济发展,但同时也产生了一些负面的影响,比如说碳的排放。工业碳排放污染也在早些年就已经进入了人们的视野中,相当多的国家都有开始对陆地碳排放进行监测,从而研究改善碳排放污染的方法。但现在随着世界经济的全球化发展,贸易往来增多,航运已经成为进行贸易往来的主要方式之一,这也引起了人们对海洋的一些关注1-3。除此之外,人们对海洋资源的探测也促进了对海洋环境的监测。其中碳排放不仅严重影响着陆地的大自然环境,对海洋也有着非常大的影响,那么现在就需要一种海洋测量船来监测海洋环境。海洋碳排放如今也颇为严重,包括海
3、上航行的船舶主机燃料燃烧释放和随大气循环到海洋环境中去的二氧化碳等温室气体4。海洋中碳的存在形式更多是以二氧化碳化合物或者碳酸盐的形式,所以,对海洋碳排放的测量尤其是对温室作用气体二氧化碳的测量在目前关注全球环境变化的大背景下具有非常大的意义。同时为了能够顺利实现理想监测的目的,本文设计一种小型无人海洋碳排放测量船。1海洋碳排放测量船的结构设计1.1整体思路设计本次设计的海洋碳排放测量船模型主要由船体、电池和太阳能混合动力系统、碳排放监测系统三大部分组成。其中动力系统采用锂电池供电,同时可以利用太阳能充电来提高供电效率和实现节能减排。碳排放监测系统包括二氧化碳监测模块、高分辨率摄像头、超声波避
4、障模块、多波束探测仪及 GPS 系统。船舶依靠 GPS 实时定位,利用超声波避障模块进行避让工作,从而使船舶处于安全航行范围,使用高清摄像头、二氧化碳监测模块针对作业水域的二氧化碳排放量进行监测,同时利用多波束探测仪完成多作业任务,如水文或者气象监测等。1.2模型设计项目团队设计的小型无人海洋碳排放测量船为双体结构,它不仅可以减小船舶行驶阻力,还能够保证船舶在水面的稳定性。考虑到模型的易制作和防水性,双体船片体和平台采用桐木板加玻璃钢材质。上层建筑成圆环形状,采用透明的亚克力圆管制作,这样便于观察监测系统的工作。上层建筑顶部及平台敷设太阳能电池板以便利用太阳能给锂电池系统充电。具体模型如图 1
5、 所示。图 1小型无人海洋碳排放测量船三维模型图本船模型采用太阳能、锂电池供电系统,具体如图 2 所示,太阳能电池是为船模电动推进系统提供电能的光伏发电部件。锂电池和电池保护板是太阳能光基金项目南通理工学院大学生创新创业训练计划项目“海洋碳排放测量船的设计与制作”(编号:XDC2021004);南通市科技计划项目“海上风电勘察无人船的研究与设计”(编号:JCZ21113)Science and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 04 期31伏发电的储能装置,太阳能电池产生的电能输送到锂电池储存起来,为船模动力系统提供电能。图 2太阳能、锂电池发电系统本项目中
6、碳排放检测系统主要任务是进行水面工作区域的碳排放测量工作,所采用的二氧化碳监测模块可测量的二氧化碳质量分数量程为 0.04%0.5%,总挥发性有机物质量分数量程为 0%0.1%,测量精度满足工作需要。1.3航行系统设计由于海洋碳排放测量船对相关信息的采集是沿着指定的航线进行的,在航行过程中测量船如果受到诸如风、浪、海流等外界因素的影响,会偏离预先设定的航行路线,从而导致测量的相关数据会有一定的误差5。面对这种情况,项目团队采用了海洋碳排放测量船的航迹保持系统,使船舶在工作的过程中可以对其进行实时调节,实现船舶控制的智能化、自动化,使本测量船尽可能地保持在指定区域作业,从而达到精确测量的目的。本
7、船舶实现航迹保持的示意图如图 3所示,图中虚线 L 代表测量船航行的目标测线,L 与方向 N(正北)一致,在轨迹过程中用箭头线的方向来代替船舶实际航行的方向,箭头线 K 为目标方向,与 L 一致,指向正北,为 K 与之间的夹角,表示的是偏航角。图 3海洋碳排放测量船航迹保持示意图船舶开始航行时沿着固定航线 L 以及目标航向 K前进,当受到外界干扰力的作用后船舶驶离计划航线,出现偏航,此时产生一个偏航角。为了完成航行任务要求船舶快速返回计划航线,此时船上的航迹保持系统开始工作,需要不断地对船舶的航向进行调整,该过程中船舶由于惯性力以及干扰力的持续作用,产生的偏航角在航迹保持系统的作用下逐渐减小,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 小型 海洋 排放 测量 结构设计 陈佳威
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。