总体设计理念和船舶与海洋工程实践
眭海峰
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眭海峰,. 总体设计理念和船舶与海洋工程实践[J]. 中国海洋学报,2025.1. DOI:10.12721/ccn.2025.157005.
摘要:
随着我国经济的不断发展,社会需求开始出现了更加多元的变化,一些专业也相应而生,船舶与海洋工程就是其中一个比较重要的专业。本文主要是从船舶与海洋工程专业的角度出发,探讨了船舶与海洋工程的工程实践和总体设计理念,具体阐述了设计手段、方法、理念、目标等方面的内容,希望可以为我国海洋发展提供一些参考。
关键词: 船舶与海洋工程总体设计理念设计目标
DOI:10.12721/ccn.2025.157005
基金资助:

对于我国的经贸发展来说,船舶是非常重要的一类工具,而且船舶的历史较为久远。自上个世纪中期开始,世界范围内海洋资源的开发日益加快,在其强劲发展势头的带动下,船舶与海洋工程也获得了比较迅速的发展。该工程的出现与发展,主要是为了更好地服务海上能源终端和油气开采,比如钻井平台、勘测船、铺管船、钻井船、起重船、半潜运输船、油田模块等具有特殊功能的产品。从其功能定位就可以看出,海洋工程设计与实践的标准是非常高的,需要长期服务于海上生产作业。因此,总体设计也要以满足各方要求作为出发点,不断提升整体的水平。

1船舶与海洋工程总体设计理念

船舶与海洋工程的设计是比较繁复的,若想保证更佳的设计效果,就必须要强化它们的安全性,保证功能性,确保实用性,不同的功能之间存在一定的关联、彼此之间相互影响。若想臻达设计所需绝非易事,甚至有一些目标是几无可能达成的。上个世纪八十年代,计算机信息科技开始大范围的普及和发展,计算机辅助技术开始大量运用到船舶海洋工程之中,多目标优化理论亦得以广泛应用,船舶专家设计系统获得了较快的发展,为总体设计提供了许多新的动力和发展的可能性。

针对设计方案最终结果的评判,一个重要的标准依据就是设计任务目标。影响设计方案的因素有很多,设计方法的优化和设计手段的创新是非常关键的因素。做好两者的有效结合,可以提升最终的设计质量,强化船舶产品的质量,为国家经济发展和人们生产生活带来更多的便利。因此,全面优良的设计,需要全新的设计理念,需要合理的设计手段和方法,才能解决设计过程中的各种问题,达成相应的目标。

2具体的实例分析

2.1实例背景

进入新世纪之后,中国经济的发展步入快车道,对外经贸也实现了飞速发展,船舶在其中的作用更加的突出。一直以来,中国政府极其重视海洋运输过程中产生的环境污染问题,制定了许多法律法规来解决这样的问题,鼓励航运企业开始创新设计和寻找可替代排放污染物的燃料以及采取有效经营方式减少对环境造成的污染,提升整体的经济效能。为了满足相关规定要求的排放标准,可以选取天然气作为主要的动力燃料,以增强企业的环保竞争优势,其中LNG作为船舶动力和电站燃料有望减少二氧化碳排放,SOx和颗粒排放在此过程中也会有所降低。国际海事组织在本世纪初即出台了相关的规定,明确规定燃用LNG的动力装置的具体安装和区域布置,保证其可信任性、可靠性、安全性等整体性能方面可以达到与传统燃用燃油用力装置相持平状态,帮助各国企业实现降本增效的绿色发展目标。

2.2三桩腿自升式钻井平台设计

三桩腿自升式钻井平台的设计,对平衡艺术的要求是极高的。作为一类常见的设计形式,三桩腿自升式钻井平台的设计需要首先保证安全度,也要保证所构建平台的结构是可靠的,功能是完善的,从而确保作业人员的安全和生产作业的安全。在新的时代,三桩腿自升式钻井平台设计需要确保理念和技术的先进性,还要全力保证最终的功能实用性,应当结合具体的海况和作业要求,从为人员生产生活提供更多便捷的角度出发,尽可能多地运用一些先进的科学技术以强化技术性能指标,提升最终的水平和效率,使这样的设计更加具备普适性,在不同的海域都可以实现安全稳定高效的作业。当然,在展开具体设计的进程中,还要充分考虑整体的经济性及工艺性,不能一味地只是考虑作业能力。还要充分考虑海上施工特点,合理制定船舶与海洋工程建造和维护方案,降低工作人员劳动强度的同时进一步提高劳动生产率。和通常状况之下的船舶设计不一样的是,自升式钻进平台具备不同的环境条件、作业水深、钻深、抬升能力、空船重量、拖航稳性、可变载荷、站立稳性等重要评价,以上这些指标极为重要,可以影响平台的桩腿桩靴尺寸、桩腿间距、主尺度的等外形参数,但是螺旋式设计理念是一直都不会有什么变化的。可以说,自升式钻井平台是不同指标和参数之间的统一体,在设计中可以达到良好的平衡效果。

2.3邮轮船型设计

为了强化整体的能效目标,在今后的发展过程中,我国航运企业可以在油轮船装置燃用液化天然气或无压载水装置。而反观世界上的一些造船发达国家,比如挪威船级社早在2010年的时候就发布了一艘新概念轮船样式。为了有效降低船型湿表面积,臻达零压载水的目标,将船体的外观设计成了V字型,布置货舱亦是如此。此外,该油轮主机为高压双燃料低速机型,以液化天然气作为主要的燃料,船用轻柴油为主要引燃燃料并作为货油泵生产蒸汽。与传统的油轮来比较的话,该油轮更加注重绿色环保这一块,将二氧化碳等废气的排出进行了较好的控制,也省却了压载水的运用,不仅有效消除了挥发性有机化合物的货油蒸汽排放,而且还能对其反复利用,大大降低了能源支出,可减少能源消耗百分之二十左右,该船型氮氧化合物减排可超过70%~80%左右。

2.4集装箱船船型设计

通常来讲,集装箱船船型设计通过有效调整船宽,减少燃用天然气和压载水提高能效。以某船舶生产厂家为例来讲,该公司一直致力于研究开发集装箱船舶产品,在设计该船型的过程中,为了推进能效的提升,将船的宽度进行了适度的增加,将原有的船宽从34.8m扩展到37.3m左右,而载重量和主机功率基本没有什么变化。一般来说,集装箱可以承受的载荷为9t/TEU~12tTEU,假设船舶在极限吃水状态下其承受载荷为10t/TEU,则需要将船宽扩展到37.3m后才能有效减少所需压载水。通过如此这般的设计改进,能够节约更多的资源,比如压载水资源等等。在保证相同载荷和航速的基础上加大船舶的宽度尺寸,会比之前宽度尺寸的船舶更加节能和环保。

3结论

综合而言,在我国经济持续发展的良好背景下,社会的发展变得更加迅速,船舶与海洋工程实践应紧紧跟随时代的步伐,不断优化整体设计,结合实际情况优化设计方法,再运用全新总体设计理念对船舶与海洋工程项目进行设计,不仅是船舶与海洋工程总设计师应具备的专业素质,也在于提高设计质量,更好地满足船东与船厂的需求,以从根本上增强企业的经济效益。本篇文章就船舶与海洋工程展开了简单的阐述,就一些设计理念和手段进行了相关的探讨。现如今船舶生产制造面临着很多问题,设计的目的就是为了解决这些问题,满足大众之要求。相关企业须始终宣贯以人为本的理念,提升用户的体验感,增强资源的利用效率。绝对不可以为了实现设计目标而肆意破坏生态环境,这显然不会起到应有的效果。唯有运用先进的手段和合适的设计方法,才能设计出绿色、环保的船舶。

参考文献:

[1]李鑫.基于船舶与海洋工程的船体结构设计思路[J].科技创新导报,2021,18(2):9-11.

[2]高慧.船舶与海洋工程专业模拟装配实训教学探索[J].新课程研究(中旬-单),2021(2):127-128.

[3]蒋玮.总体设计理念和船舶与海洋工程实践[J].船舶工程,2011,33(S1):18-24.

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