search query: @keyword ship design / total: 3
reference: 1 / 3
« previous | next »
Author:Quach, Su Len
Title:Development and utilization of multi-domain energy flow simulator for bulk carrier energy efficiency improvement
Monifysikaalisen energiavirtaus-simulaattorin kehitys ja hyödyntäminen irtolastialuksen energiatehokkuuden parantamiseen
Publication type:Master's thesis
Publication year:2014
Pages:60 s. + liitt. 4      Language:   eng
Department/School:Insinööritieteiden korkeakoulu
Main subject:Meritekniikka   (K3005)
Supervisor:Kujala, Pentti
Instructor:Elg, Mia ; Tammi, Kari
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201410212819
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  3793   | Archive
Keywords:multi-domain
energy flows
simulation
energy efficiency
ship machinery
ship design
monifysikaalinen
energiavirta
simulointi
energiatehokkuus
laivan koneistot
laivasuunnittelu
Abstract (eng):Due to more stringent legislation regarding ship emissions and higher fuel prices, ships owners and naval architects have lately been focusing more on energy efficiency.
Traditionally, ship design process has been concentrating on optimizing the ship in one design point, where the ship is the most efficient in.
However, ships are not always operating near design points, and thus, the optimization to a single design point does not lead to holistic optimization of ship energy efficiency.
Therefore, ship designers require a tool that takes into account varying operation conditions and ship parameters.

This thesis introduces a simulation tool for handysize bulk carrier for utilization in concept design phase.
The tool is based on multi-domain energy flow method.
This tool covers all the main machinery components such as main engine, diesel generators, exhaust gas and oil fired-boilers and cooling circuits.
The dynamic results acquired from the tool include fuel and energy consumption for main- and auxiliary engines, steam energy produced from the exhaust gas and oil-fired boilers, sea water pump mass flow and evaporator energy consumption.

Simulation tool was applied to two different case studies.
First, a steam system was modified by lowering steam pressure produced by the exhaust gas boiler.
Secondly, cooling circuit components were optimized for obtaining lower total fuel consumption.
In the first case, the energy recovered from the exhaust gas was higher and thus oil fired boiler was less utilized, as was expected.
This also leads to lower fuel consumption and maintenance costs.
In the second case, the results were also as expected.
The variable speed drive sea water pump decreases the total fuel consumption and maintenance costs of auxiliary engines due to less electrical energy utilized.

The validation of results was excluded from the thesis, and thus, the results are just guide values rather than absolute truth.
Therefore, the simulation tool is suitable for quick analysis to be utilized in concept phase and is usable by any designer, without an extensive background of ship machinery.
Abstract (fin):Tiukentuvat säädökset laivojen päästöjen osalta ja polttoainehintojen noususta on ohjannut varustamot ja laivasuunnittelijat keskittymään lisää energiatehokkuuteen.
Perinteisesti, laivan suunnitteluprosessi on fokusoitunut optimoimaan laivan yhteen suunnittelupisteeseen, jossa laiva on hyötysuhteeltaan parhaimmillaan.
Laivat eivät aina kuitenkaan operoi lähellä suunnittelupistettä, ja täten laivan optimointi suunnittelupisteen ympärille ei ole kokonaisvaltaisesti tehokkainta.
Näin on tarve kehittää laivan suunnittelijoille työkalu, joka ottaa huomioon vaihtelevat operointi olosuhteet ja laivan parametrit.

Tässä työssä esitellään handy-kokoluokan irtotavara-aluksen simulointityökalu, jota käytetään konseptivaiheessa.
Työkalu käyttää monifysikaalista energiavirtaus menetelmää.
Työkalu käsittää kaikki pääkomponentit kuten pääkoneen, diesel-generaattorit, lämmöntalteenoton- ja öljypoltinkattilat sekä jäähdytyspiirin.
Työkalulla saadaan dynaamisia tuloksia kuten polttoaine- ja energiankulutuksia pää- sekä apumoottoreille, höyryenergian tuotto lämmöntalteenotto- ja öljypoltinkattilasta, merivesipumpun massavirta sekä makeanvedenkehittimen energian kulutus.

Simulointityökalua sovellettiin kahdessa eri tapaustutkimuksessa.
Ensimmäisessä tapauksessa höyrysysteemi modifioitiin alentamalla lämmöntalteenottokattilan tuottamaa höyrynpainetta.
Toisessa tapauksessa jäähdytyspiirin komponentit optimoitiin pienemmälle polttoaineenkulutukselle.
Ensimmäisen tapauksen tulos oli odotettavissa eli lämmöntalteenottokattilan tuottama höyryenergia kasvoi ja vastaavasti öljypoltinkattilaa käytettiin vähemmän.
Tämä johti pienempään polttoaineen kulutukseen ja pienempiin huoltokustannuksiin.
Myös toisessa tapauksessa tulos oli odotettavissa.
Taajuusmuuttajaan kytketty merivesipumppu alentaa kokonaispolttoainekustannuksia ja apumoottoreiden huoltokustannuksia pienemmän sähkönkulutuksen takia.

Tulosten varmentaminen rajattiin työn ulkopuolelle, joten ne ovat vain suuntaa-antavia.
Tästä syystä simulointityökalu on sopiva nopeaan analyysiin, jota käytettäisiin konseptivaiheessa ja olisi kenen tahansa suunnittelijan käytettävissä, riippumatta kyseisen suunnittelijan taustasta laivan koneistoissa.
ED:2014-10-26
INSSI record number: 49902
+ add basket
« previous | next »
INSSI