實踐教學(xué)


燃?xì)猓錃?、甲烷）高壓吸附實驗平臺


參觀交流


　　立足海西 促進區(qū)域航運和造船業(yè)發(fā)展輪機工程學(xué)科專業(yè)是國家一類特色專業(yè)建設(shè)點，也是我校優(yōu)勢特色學(xué)科專業(yè)。該一級學(xué)科立足海峽西岸經(jīng)濟區(qū)建設(shè)，依托福建省船舶與海洋工程重點實驗室和福建省船舶與海洋工程特色重點學(xué)科，面向航運業(yè)和船舶工業(yè)，在解決省內(nèi)行業(yè)共性和關(guān)鍵性技術(shù)問題上做出了較大的貢獻，在船舶空調(diào)與冷藏、船舶新能源、精益造船技術(shù)以及以機駕合一為目標(biāo)的船舶智能控制方面形成特色，位居國內(nèi)先進水平。
　　該學(xué)科對海峽西岸經(jīng)濟區(qū)的航運業(yè)和船舶工業(yè)的發(fā)展具有不可替代的作用，具有一支基礎(chǔ)理論扎實、務(wù)實進取的研究團隊；重視研究平臺的建設(shè)，構(gòu)建了一些性能先進、特色鮮明的研究平臺，如船舶智能柴油機性能綜合研究平臺、燃?xì)猓錃?、甲烷）高壓吸附動力學(xué)特性實驗臺、船舶數(shù)字化水池平臺、具有DMI六自由度船模的船舶智能操控仿真平臺等；擁有如日本掘場HORIBA排氣分析儀、奧地利DEWETRON燃燒分析儀、法國EFS噴油規(guī)律測量儀、法國塞塔拉姆PCTProE&E高壓氣體吸附分析儀等先進的檢測儀器設(shè)備；承擔(dān)了多項國家自然科學(xué)基金項目和省部級項目，具備良好的研究積累。
　　該學(xué)科面向東南沿海，立足海西，在校企聯(lián)合創(chuàng)新與對臺合作方面具有明顯的實力和優(yōu)勢。與廈門船舶重工股份有限公司、馬尾船廠等構(gòu)建戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，解決了精益造船和數(shù)字化造船方面的關(guān)鍵技術(shù)問題。與廈漳泉閩南金三角游艇業(yè)建立聯(lián)合創(chuàng)新聯(lián)盟，為新一代游艇的設(shè)計制造、規(guī)范制訂和人員培訓(xùn)提供強有力的技術(shù)支撐。與臺灣大學(xué)、臺北海洋科技大學(xué)、高雄海洋科技大學(xué)等簽署合作協(xié)議，促進兩岸船舶與海洋工程學(xué)科交流和科技合作。
　　福建省正在建設(shè)以廈門港為主的東南國際航運中心和郵輪母港，船舶制造與航運是福建省海洋強省戰(zhàn)略的一部分，該學(xué)科在加速高端人才的培養(yǎng)、提升科技創(chuàng)新能力、促進區(qū)域航運和造船業(yè)發(fā)展以及海峽西岸經(jīng)濟區(qū)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。
　　形成四個特色鮮明的學(xué)科方向先進輪機工程技術(shù)：
　　研究設(shè)備完善 科研力量雄厚船舶空調(diào)及冷藏技術(shù)研究。應(yīng)船舶節(jié)能減碳的要求，將陸用空調(diào)及制冷領(lǐng)域的各類先進節(jié)能技術(shù)包括變風(fēng)量技術(shù)、轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)技術(shù)、高效真空絕熱板技術(shù)引進應(yīng)用到船舶上。已成功解決船用變風(fēng)量空調(diào)中系統(tǒng)制冷能力與劇烈變動的冷負(fù)荷難以實現(xiàn)連續(xù)和精確匹配的技術(shù)難題。在國內(nèi)外率先開展回收利用船舶廢熱的轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)的相關(guān)研究，在構(gòu)建科學(xué)的系統(tǒng)流程、優(yōu)化變工況特性方面取得一定進展。此外，關(guān)于船用冷藏集裝箱制冷機組的智能故障診斷、高效真空絕熱板箱體的研究有望突破國外廠家的相關(guān)技術(shù)壟斷，提升船舶配套裝備的國有化率。
　　船舶空調(diào)及冷藏技術(shù)的研究已在國內(nèi)形成較為明顯的特色和優(yōu)勢，擁有國內(nèi)為數(shù)不多的專注于船舶空調(diào)及冷藏技術(shù)的研究團隊，近5年已完成和主持國家自然科學(xué)基金項目3項，省部級科技重點項目2項，其它省部級項目4項；關(guān)于船用變風(fēng)量空調(diào)以及船舶廢熱驅(qū)動的船用轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)的研究在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。
　　高效海水淡化理論與技術(shù)研究。針對船舶具有豐富余熱的特點，開展高效海水淡化理論與技術(shù)研究，包括各種傳統(tǒng)和新型海水淡化方法在艦船上的適用性研究、全工況性能研究、主要部件研發(fā)、優(yōu)化控制方法等，提出新型的高效冷量-淡水聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、吸收式壓汽蒸餾系統(tǒng)，并率先開展動力系統(tǒng)與海水淡化優(yōu)化集成、可再生能源輔助式海水淡化流程和裝置的研究。
　　船舶柴油機性能優(yōu)化和排放控制研究。開展以環(huán)保節(jié)能為目的的船用電控柴油機工作過程、系統(tǒng)優(yōu)化匹配的實驗和仿真研究，揭示電控柴油機燃油噴射規(guī)律、電控參數(shù)對整機性能及其排放的影響規(guī)律，優(yōu)化系統(tǒng)的電控參數(shù)和控制策略，為國產(chǎn)船用柴油機的電控化改造奠定基礎(chǔ)。在催化反應(yīng)機理、還原劑流量控制的理論和實驗研究基礎(chǔ)上，研發(fā)出適合船用柴油機工作特點的SCR處理系統(tǒng)。
　　船舶新能源與清潔燃燒：
　　打造優(yōu)秀團隊和先進平臺該學(xué)科方向團隊是國內(nèi)較早就船用太陽能－氫能動力系統(tǒng)及儲氫技術(shù)、船舶多能源推進系統(tǒng)優(yōu)化集成、燃油靜電霧化和乳化燃燒中關(guān)鍵技術(shù)問題展開實質(zhì)性研究的團隊，先后承擔(dān)多項國家級、省部級項目，獲福建省科技進步二等獎1項、授權(quán)發(fā)明專利4項，研制出國內(nèi)第一艘太陽能游覽船舶并已投入使用。擁有良好的科研條件，配置有法國塞塔拉姆公司的PCTProE&E高壓氣體吸附分析儀、美國康塔公司全自動比表面及孔隙度分析儀、粒度分析儀、元素分析儀，建有太陽能聚光光伏發(fā)電和太陽能光電-光熱綜合利用裝置、蝶式聚光光伏發(fā)電裝置、燃?xì)猓錃?、甲烷）高壓吸附動力學(xué)特性實驗臺。
　　氫能在船舶中應(yīng)用的基礎(chǔ)研究。根據(jù)船舶動力系統(tǒng)的工況特點，開展以質(zhì)子交換膜燃料電池作為船舶基本負(fù)荷推進動力的理論和實驗研究。采取氫分子與儲氫介質(zhì)之間處于“物理吸附”和“化學(xué)吸附”中間態(tài)的技術(shù)路線，通過材料工藝調(diào)控復(fù)合材料組元間的作用機制，率先提出并研制新型碳/催化金屬/鎂系復(fù)合儲氫材料，開展港口渡輪等特種船舶上的應(yīng)用研究。
　　可再生能源復(fù)合系統(tǒng)集成理論與關(guān)鍵技術(shù)研究。將燃料電池、太陽能光伏、風(fēng)能集成為船舶新型推進動力系統(tǒng)，以能源優(yōu)化匹配為目的，針對可再生能源具有能量密度低、不連續(xù)等特點，研發(fā)高倍率聚光器跟蹤機構(gòu)、大功率光伏控制器、逆變器、太陽能光伏制氫與儲氫等關(guān)鍵技術(shù)裝備，提高船舶多能源復(fù)合推進系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。同時開展波浪能的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。
　　清潔燃燒技術(shù)基礎(chǔ)研究。以船舶柴油機的節(jié)能減排為目的，開展燃油的清潔燃燒研究，解決乳化燃油霧化阻力增大、低負(fù)荷下工況不穩(wěn)定和高排放等技術(shù)難題，采取燃油靜電霧化和乳化燃燒相結(jié)合的技術(shù)路線，研究乳化燃油的三次霧化機理，探索利用變電場參數(shù)調(diào)控乳化燃油在船舶柴油機中霧化特性的方法，改善乳化燃油霧化質(zhì)量和燃燒品質(zhì)。
　　船舶智能控制與電力推進：
　　協(xié)同創(chuàng)新成果顯著擁有國內(nèi)先進、具有國際一流的DMI六自由度船模和液壓系統(tǒng)的船舶智能操控仿真、船舶機艙綜合信息系統(tǒng)、電力推進系統(tǒng)等平臺，可供深入的工程應(yīng)用技術(shù)研究與技術(shù)開發(fā)驗證使用。在船舶運動智能控制的避碰決策研究方面的研究成果處于國際先進、國內(nèi)領(lǐng)先水平，并率先應(yīng)用于863子課題《綜合船橋系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備》的多目標(biāo)智能避碰輔助決策技術(shù)研究以及船舶智能操控仿真平臺的研發(fā)。在校企協(xié)同創(chuàng)新方面成果顯著，智能控制系統(tǒng)仿真技術(shù)在機艙設(shè)備及船舶操縱模擬器教學(xué)應(yīng)用方面已推出幾十項運用產(chǎn)品，具備較強的航海教育模擬訓(xùn)練系統(tǒng)研發(fā)能力，取得良好的社會效益。
　　船舶運動智能控制技術(shù)研究。針對船舶自動控制的關(guān)鍵問題，以駕機合一實現(xiàn)船舶自動航行為研究目標(biāo)，運用信息論、控制論、人工智能、系統(tǒng)工程等基礎(chǔ)理論知識，依托具有DMI六自由度船模及液壓系統(tǒng)、近似海試環(huán)境的船舶智能操控仿真平臺，開展船舶航行智能控制的信息綜合處理、智能避碰決策與自動控制等核心技術(shù)研究，解決了綜合船橋系統(tǒng)的船舶導(dǎo)航與駕控系統(tǒng)的多傳感器信息融合、智能避碰決策自動化技術(shù)以及航跡智能控制等難點問題。
　　智能控制系統(tǒng)仿真技術(shù)。運用船舶自動操舵儀和自主研發(fā)的船舶智能操控仿真平臺，研究船舶運動自動控制半物理仿真系統(tǒng)，構(gòu)建可供深入的科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)驗證的仿真平臺。結(jié)合船舶運動智能控制的研究，利用網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、虛擬現(xiàn)實和現(xiàn)代控制技術(shù)、基于數(shù)學(xué)函數(shù)的船舶設(shè)備三維模型，研制新一代船舶操控、輪機操作模擬器。
　　船舶電力推進系統(tǒng)研究。以現(xiàn)代船舶綜合電力推進為研究對象，綜合運用電力電子技術(shù)、交流傳動技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)，研究電力推進綜合控制系統(tǒng)，重點研究大容量電力推進系統(tǒng)與船槳的配合、電力推進系統(tǒng)對船舶電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響以及諧波抑制方法、電力推進系統(tǒng)的故障檢測與診斷等，研制性能優(yōu)良的船舶電力推進系統(tǒng)。
　　船舶與海洋結(jié)構(gòu)物建造工藝與維修技術(shù)：
　　在促進行業(yè)發(fā)展中彰顯優(yōu)勢該學(xué)科方向圍繞福建省造船行業(yè)需求和重大問題，在船舶建造中通過與數(shù)學(xué)學(xué)科的交叉結(jié)合，形成了在精益造船技術(shù)的理論與實用技術(shù)上的研究優(yōu)勢，開展對船舶建造的誤差、曲面光順性測試以及船用柴油機零部件的冷噴涂工藝和納米材料表面修復(fù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究。牽頭創(chuàng)建了福建游艇行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟；擁有ADAMS仿真軟件、SB3DS服務(wù)系統(tǒng)、Tri-bon軟件及其附屬設(shè)備、GI圖形服務(wù)器/柱幕投影系統(tǒng)、圖形工作站，及數(shù)值水池、油液檢測中心、船舶表面噴涂實驗平臺、船舶焊接實驗室等；特別是來自企業(yè)界的研究課題，顯示了為地方經(jīng)濟服務(wù)優(yōu)勢和開發(fā)實力。
　　數(shù)字化造船與精益造船研究。以數(shù)字化建模仿真與優(yōu)化為特征，將信息技術(shù)應(yīng)用于造船過程，綜合集成誤差傳遞、公差分配和數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法，進行船舶制造無余量和彈塑性變形研究。通過船舶測量數(shù)據(jù)采集、建模分析與模型數(shù)據(jù)坐標(biāo)變化的誤差分析，解決船體精益制造與控制關(guān)鍵技術(shù)難題，獲得非線性變形、最優(yōu)配算與特征值計算方法，預(yù)測船舶建造過程的補償量，并在船舶建造工藝中實施。在服務(wù)地方企業(yè)中實現(xiàn)典型船舶無余量下料率83.8%，無余量總組合大合攏比例90%以上。
　　船體曲面光順性檢測基礎(chǔ)研究。圍繞船體曲面數(shù)學(xué)研究的關(guān)鍵難點，采用圖論的匹配優(yōu)化和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近能力算法，對造船檢測中檢測點多邊形效應(yīng)對曲線近似計算的完備理論進行研究，利用少量測量數(shù)據(jù)進行船舶曲面模型重建,完善船體曲線和船體曲面光順設(shè)計理論的物理方法，獲得最優(yōu)匹配于期望曲率的曲面，解決了進行曲線、曲面造型技術(shù)在船體曲面表達、插值和光順的處理應(yīng)用，以及復(fù)雜船體外形約束條件的船體曲線曲面光順性問題。
　　船舶可靠性與維修技術(shù)研究。用油液檢測及振動測試等多種手段對船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的動力裝備進行離線和在線狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，對磨合過程進行綜合研究，并與可靠性理論分析相結(jié)合，進行系統(tǒng)加載試驗與模擬加載方法的理論研究與應(yīng)用，實現(xiàn)船舶在役設(shè)備的可靠性評估及損毀設(shè)備的失效分析。開展特種納米材料等離子體輔助球磨制備工藝以及表面冷噴涂技術(shù)的應(yīng)用研究，對船舶與海洋結(jié)構(gòu)物大型貴重零部件進行修復(fù)。