基于EEDI能效設(shè)計(jì)指數(shù)的高性能船舶優(yōu)化方法研究的開題報(bào)告

基于EEDI能效設(shè)計(jì)指數(shù)的高性能船舶優(yōu)化方法研究的開題報(bào)告一、研究背景和研究意義隨著全球溫室氣體排放的不斷增加，氣候變化已經(jīng)成為當(dāng)今世界面臨的最大挑戰(zhàn)之一。排放量最大的溫室氣體是二氧化碳，而航運(yùn)是全球最大的二氧化碳排放行業(yè)之一。因此，減少船舶的二氧化碳排放已成為海洋工程領(lǐng)域的一大研究熱點(diǎn)。為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，國際海事組織（IMO）于2013年通過了《國際防止船舶污染公約2011年修正案》（MARPOL）第四章，規(guī)定了船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)（EEDI）作為評(píng)估船舶的能效水平的標(biāo)準(zhǔn)。該指數(shù)的計(jì)算方法涉及到船舶的設(shè)計(jì)使船舶盡可能地節(jié)能和降低二氧化碳排放。船舶的優(yōu)化設(shè)計(jì)是降低船舶功率和排放量的重要手段之一?；贓EDI能效設(shè)計(jì)指數(shù)的優(yōu)化方法可以有效地降低船舶的運(yùn)行成本和環(huán)境影響。因此，研究基于EEDI能效設(shè)計(jì)指數(shù)的高性能船舶優(yōu)化方法，對(duì)于提高船舶的節(jié)能性能和降低排放水平具有十分重要的研究意義。二、研究內(nèi)容和方法本研究的主要內(nèi)容是基于EEDI能效設(shè)計(jì)指數(shù)的高性能船舶優(yōu)化方法。具體的研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1.分析EEDI能效設(shè)計(jì)指數(shù)的計(jì)算方法和影響因素2.建立高性能船舶的數(shù)值計(jì)算模型，包括流體力學(xué)模型和結(jié)構(gòu)力學(xué)模型3.通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)方法，研究不同設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)船舶性能的影響，包括船舶阻力、航速、耗油量和二氧化碳排放量等4.開發(fā)優(yōu)化算法，通過參數(shù)優(yōu)化的方法，最小化船舶的EEDI能效設(shè)計(jì)指數(shù)，以達(dá)到降低船舶排放量和成本的目的該研究將采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)方法相結(jié)合的綜合研究方法，通過數(shù)值計(jì)算模型和實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)船舶的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)，開發(fā)優(yōu)化算法，通過參數(shù)優(yōu)化的方法，最小化船舶的EEDI能效設(shè)計(jì)指數(shù)，以達(dá)到降低船舶排放量和成本的目的。三、預(yù)期成果和創(chuàng)新點(diǎn)預(yù)期成果包括以下幾個(gè)方面：1.建立基于EEDI能效設(shè)計(jì)指數(shù)的高性能船舶數(shù)值計(jì)算模型和實(shí)驗(yàn)裝置2.研究不同設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)船舶性能的影響，并開發(fā)優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化3.提出一種基于EEDI能效設(shè)計(jì)指數(shù)的高性能船舶優(yōu)化方法，降低船舶排放量和成本該研究的創(chuàng)新點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：1.將船舶的高性能設(shè)計(jì)與EEDI能效設(shè)計(jì)指數(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)船舶性能與環(huán)保要求的雙重目標(biāo)2.開發(fā)基于EEDI能效設(shè)計(jì)指數(shù)的高性能船舶優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)航行過程中的能效管理和優(yōu)化3.在數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究方面，采用基于多物理場耦合的方法，對(duì)船舶設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，具有很強(qiáng)的前瞻性和創(chuàng)新性。四、研究計(jì)劃和進(jìn)度安排該研究計(jì)劃為期兩年，預(yù)計(jì)各階段的完成時(shí)間表如下：第一年：1.對(duì)EEDI能效設(shè)計(jì)指數(shù)的計(jì)算方法和影響因素進(jìn)行分析，建立高性能船舶的數(shù)值計(jì)算模型（6個(gè)月）2.通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)方法，研究不同設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)船舶性能的影響（6個(gè)月）第二年：1.開發(fā)基于EEDI能效設(shè)計(jì)指數(shù)的高性能船舶優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化（6個(gè)月）2.通過優(yōu)化算法，最小化船舶的EEDI能效