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在节能减排的大背景下,降低营运船舶的燃料消耗,提升船舶能效成为航运业关注的焦点。本文以通航环境因素为出发点,分析多种通航环境因素对船舶能效的影响,通过优化船舶航速实现提升船舶能效的目的。以5000车位汽车滚装船作为研究对象,根据船舶阻力计算的相关经验公式,结合船舶拖拽实验的结果,计算不同通航环境条件下的船舶阻力,研究风速、浪高以及风浪方向角对船体阻力的影响。基于AMESim搭建船舶推进系统动态仿真模型,对不同环境条件下的推进系统内部能量损耗以及相关效率进行仿真分析。仿真结果表明:船舶主机输出功率以及船舶轴系传动效率等,在较低速航行且风力等级不变的条件下,该值随风浪方向角的增大先减小后增加,且当风浪方向角达到120°时达到最小值;较高速航行时,该值随风浪方向角的增大而逐渐减小。而螺旋桨的变化趋势总是与该值的变化趋势相反。对于船舶推进效率,在风力等级不变的条件下,该值先随航速的增加不断增大,直到航速达到13~14 kn中间的某个值时,推进效率开始下降。在船舶航速一定时,推进效率随风力等级的增加而不断降低。风力小于5级时,其变化幅度相对平缓,当风力超过5级后,船舶推进效率开始加速降低。推进效率随风浪方向角变化的幅度不大,其波动范围在1%左右。在小于8 kn的较低航速时,船舶推进效率先随风浪方向角的增大而增加,直到风浪方向角超过120°后,推进效率随风浪方向角的增大而缓慢降低。在大于8 kn的较高航速时,推进效率随风浪方向角的增大而不断增大的。基于AMESim搭建船舶能效仿真模型,分析不同环境下的船舶能效和最优航速。仿真结果表明:在风浪方向角与航速一定时,船舶主机能效运营指数EEOI在风力等级5级以内时变化不大,当风力等级超过5级后,其取值发生突变,急剧增大;在风力等级(0~5级风)与风浪方向角一定时,船舶主机能效运营指数随航速的增大先减小后增大,在航速为5 kn时船舶主机能效运营指数达到最小值,当航速超过11 kn时,船舶主机能效运营指数急剧增加;在风力等级与航速一定时,主机能效运营指数随风浪方向角的增大逐渐减小,且方向角越大,主机能效运营指数变化越缓慢。在不同的通航环境条件下,船舶的最优航速在13.16~13.45 kn左右波动,且风浪方向角越小,风级越大时,波动幅度越大。