船舶 ›› 2025, Vol. 36 ›› Issue (06): 15-26.DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2025.164
摘要: 随着全球对环境保护和可持续发展的日益重视,航运业面临着严峻的节能减排压力。风能作为一种清洁、可再生的能源,在船舶助航领域具有重要应用潜力。该文以KVLCC2型船舶为研究对象,建立了三自由度船舶运动数学模型,并将某型风帆在风场环境中对船体产生的推力与力矩作为附加项引入,实现风帆船舶在风场下的运动仿真。通过回转运动和Z形运动仿真研究表明,该风帆对船舶操纵性有显著影响:在8 m/s风速条件下,风帆使船舶回转漂移量增加38.4 m(占船长12%),同时也使船舶回转过程中的航速提升28.1%; 在Z形运动中,风帆导致船舶转向超越角增大,尤其在逆风转向时,第二超越角从18.4°增至25.7°。在舷侧风(±90°)条件下,风帆对船舶转向产生非对称效应;在顺风转向时风帆的辅助效果更明显,而在逆风转向时则需增大舵角进行补偿。
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