大连船舶重工集团有限公司陈立获国家专利权
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龙图腾网获悉大连船舶重工集团有限公司申请的专利一种复杂海洋气象条件下的翼型风帆助推系统控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116374145B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310339269.1,技术领域涉及:B63H9/04;该发明授权一种复杂海洋气象条件下的翼型风帆助推系统控制方法是由陈立;张倩;赵晓玲;彭贵胜;刘闯;梅荣兵;李文贺;潘友鹏;侯玉品;马珊;刘佳;秦明达;孟姜楠设计研发完成,并于2023-04-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种复杂海洋气象条件下的翼型风帆助推系统控制方法在说明书摘要公布了:一种复杂海洋气象条件下的翼型风帆助推系统控制方法,将风帆旋转至受力最小的角度,控制风帆的动作机构实现风帆的升起,根据对旋转风帆至能够提供最大助推力的角度,以北大西洋1年1遇的船舶运动载荷为标准,对船舶实际运动载荷进行监测,判断是否需要降帆,对目前风帆的工作状态以及船舶状态进行评估,判断是否存在作业工况、气象环境、船舶运动以及异常状况等条件的变化,需要根据相应的控制方法进行降帆,旋转风帆至受力最小的角度准备降帆,控制风帆的动作机构实现风帆的下降后,将风帆旋转至回收状态。本发明针对不同数量、节数的翼型风帆助推装置,形成了适用于不同船舶航速、风速的升降控制方法,达到了复杂风浪环境下最优的操帆目的。
本发明授权一种复杂海洋气象条件下的翼型风帆助推系统控制方法在权利要求书中公布了:1.一种复杂海洋气象条件下的翼型风帆助推系统控制方法,其特征在于:安装风帆的个数为N,风帆是翼型风帆, ; 建立船体坐标系、局部坐标系和风帆坐标系, 船体坐标系的原点为船舶的对称纵剖面、尾端和基线的相交处,记为O,X轴为纵向轴,向前为正,Y轴为横向轴,向左为正,Z轴为垂向轴,向上为正; 局部坐标系的原点为风帆基座的中心点,记为o,l轴与船体坐标系X轴的方向一致,向前为正,t轴与船体坐标系的Y轴方向一致,向左为正,v轴与船体坐标系的Z轴方向一致,向上为正; 风帆坐标系的原点与局部坐标系原点一致,记为o’,x坐标轴方向与风帆剖面的弦长方向垂直,向前为正,y坐标轴方向与风帆剖面的弦长方向一致,向右为正,z坐标轴为风帆的旋转轴,与船体坐标系的Z轴方向一致,向上为正; 风帆助推系统的具体控制方法如下: S1:旋转风帆至受力最小的角度 在风帆升帆之前,将风帆旋转至受侧向力最小的角度,当相对风向与风帆坐标系x轴方向一致时,风帆所受的侧向力最小,风帆转角θ与实时监测的相对风向角α间的关系为: ; 风帆旋转后,风帆坐标系的y轴与局部坐标系l轴的夹角即为风帆转角θ,顺时针旋转为正; 相对风向角α即为相对风向与船舶X轴的夹角,规定船舶艏向来风与船舶X轴的夹角为0°,顺时针旋转为正; S2:对风帆进行分组,按照小组顺序进行旋转 当N=1时,风帆可通过动作机构直接完成旋转动作; 当N=2n+1,n=1,2,…时,按照从船艏至船艉每2个分为一组,最后1个独立为一组,首先旋转最靠近船艏一组风帆,之后按照船艏至船艉顺序依次旋转各组风帆; 当N=2n,n=1,2,…时,按照从船艏至船艉每2个分为一组,首先旋转最靠近船艏一组风帆,之后按照船艏至船艉顺序依次旋转各组风帆; S3:按照S2中划分的小组及小组顺序进行升帆; S4:升帆后,旋转风帆至能够提供最大助推力的角度 以风帆旋转前10分钟的平均风向Dt作为参数,调整风帆的旋转角度,按照S2中的分组及分组顺序进行调整,将风帆调整至具有最大助推力的角度,其中, ; t为风帆完成上升动作的时间; dt-10i是t时刻前600秒的相对风向数据; S5:根据船舶运动的状态对风帆进行回收 根据北大西洋25年1遇的惯性载荷,推导出北大西洋1年1遇的惯性载荷,北大西洋1年1遇的惯性载荷与北大西洋25年1遇的惯性载荷关系如下: ; 其中,αs为风帆作业工况的加速度响应; αcsr为CSR规范计算的加速度响应; ξ为双参数Weibull分布的形状参数,ξ=1; 以北大西洋1年1遇的船舶运动载荷为标准,对船舶实际运动载荷进行监测,实时监测船舶Y轴方向的加速度,当船舶Y轴方向的加速度超过0.8125×αcsr-y,进行报警提示并回收风帆,风帆回收顺序按照S2中的小组划分及小组顺序依次回收; 若持续2分钟船舶Y轴方向加速度峰值超过0.8125×αcsr-y,需将风帆回收,回收顺序按照S2中的小组划分及小组顺序进行回收,并通过旋转继续使用风帆,旋转顺序与S2中的顺序一致; 实时监测船舶Z轴方向的加速度超过0.8125×αcsr-z,进行报警提示并且回收风帆,若持续2分钟Z轴方向加速度峰值超过0.8125×αcsr-z,需将风帆回收,回收顺序与S2中的顺序一致,并通过旋转继续使用风帆,旋转顺序与S2中的顺序一致; S6:旋转风帆至受力最小的角度准备降帆,旋转顺序与S2中的顺序一致,旋转后将风帆下降至回收状态。
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