船用余热温差发电系统数值模拟研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

船舶作为重要的水上交通工具，在全球贸易和运输中扮演着至关重要的角色。

然而，船舶运行过程中消耗大量化石燃料，不仅造成能源浪费，还会排放大量的有害气体，对环境造成污染。

因此，提高船舶能源利用效率、减少污染物排放，对于实现航运业的可持续发展具有重要意义。

2. 本选题国内外研究状况综述

船用余热温差发电技术作为一项新兴的节能减排技术，近年来受到了国内外学者的广泛关注和研究。

#国内研究现状国内学者在船用余热温差发电领域的研究主要集中在系统模拟、优化设计和实验研究方面。

例如，[文献1]对船用温差发电系统进行了热力学分析，并建立了系统的数学模型，研究了不同工况下系统的发电性能；[文献2]提出了一种基于遗传算法的船用温差发电系统优化设计方法，以提高系统的发电效率；[文献3]搭建了船用温差发电实验平台，对系统在不同工况下的发电性能进行了实验研究。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

主要内容包括以下几个方面:1.船用余热资源分析：对船舶典型余热源进行分析，确定余热资源的温度、流量等参数，为温差发电系统的设计提供依据。

2.温差发电系统数学模型建立：建立温差发电器、换热器、冷却系统等关键部件的数学模型，并进行模型验证。

3.系统参数设计与优化：研究关键参数对系统性能的影响规律，并采用多目标优化算法对系统参数进行优化，以提高系统发电效率。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用数值模拟的方法，对船用余热温差发电系统进行研究，具体步骤如下：
1.文献调研与资料收集：深入调研国内外船用余热温差发电技术、数值模拟方法、系统优化设计等方面的文献资料，了解该领域的最新研究进展，为本研究提供理论基础和技术支持。

2.系统建模与仿真平台搭建：基于船舶实际工况和余热资源特性，选择合适的温差发电器模型，并建立换热器、冷却系统等关键部件的数学模型。

利用matlab、fluent等仿真软件搭建船用余热温差发电系统仿真平台，为后续的数值模拟提供工具。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.建立更为精确的船用余热温差发电系统数值模拟模型：针对现有模型中存在的不足，考虑船舶实际运行工况和余热资源特性，建立更为精确的系统模型，提高仿真结果的可靠性和准确性。

2.采用多目标优化算法对系统参数进行优化设计：综合考虑系统发电效率、经济性、稳定性等多个目标，利用多目标优化算法对系统参数进行优化设计，以获得更优的系统性能。

3.对不同工况下系统的性能进行仿真分析：针对船舶运行工况复杂多变的特点，对不同航速、不同负载等工况下系统的发电性能进行仿真分析，为系统的实际应用提供更全面的参考依据。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 丁勇，张华，程俊峰，等. 船舶柴油机余热回收技术研究现状与展望[j]. 内燃机工程, 2020, 41(6): 1-10.

[2] 张志勇，王雷，黄震, 等. 船用低温余热orc发电系统研究现状与展望[j]. 船海工程, 2021, 50(5): 126-132.

[3] 陈云龙，张博，张亚菲，等. 温差发电技术在船舶余热利用中的应用[j]. 船舶工程, 2019, 41(s1): 276-280.