船舶 STS – 将仿真集成到可持续船舶设计中 – 总结

船舶行业播客系列在 Siemens Digital Industries Software 船舶行业副总裁扬·凡·奥斯 (Jan van Os) 和 Siemens Digital Industries Software 仿真和测试业务部船舶行业总监德扬·拉多萨夫列维奇 (Dejan Radosavljevic) 的指引下，继续探索 STS 在船舶行业中的作用。

可持续性是最新一集的核心主题，因为船舶行业努力创造新的可持续船舶设计，以满足国际海事组织 (IMO) 到 2050 年将排放量减少 100% 的新指令。除了确定船舶替代电源的潜在选择外，扬和德扬还强调了集成仿真对于可持续船舶设计的必要性，能够改进设计优化、故障检测和成本效益分析等许多领域。

多种途径

船舶公司正在寻找替代能源，以摆脱当今船舶使用的高排放化石燃料；这存在很多选择。但每一种都有自己的优点和缺点。例如，液化天然气 (LNG) 更容易获得，并且可以作为可能的过渡燃料；当然，它仍然会产生排放，最终需要逐步淘汰。扬还指出了氢气的可行性，虽然它的生产成本很高，而且现在还没有广泛使用，但其高能量密度的卓越成效在未来可能会得以体现。

扬和德扬探索的另一个选择是核能。一方面，核能对环境友好，可产生大量能源，非常适合大型货船。当然，它的使用存在非常合理的安全问题，使用它来为世界各地旅行的船只提供动力会造成国际法和责任方面的难题。然而，在建立可持续的海洋工业时，没有哪种选择是不可能的。

通过仿真优化设计

所有这些技术都提供了提高船舶可持续性的方法，但其中许多技术都非常复杂，因此德扬相信需要集成仿真才能将它们成功实施到新船舶设计中。使用船舶的数字孪生，工程师将能够在仿真环境中运行各种场景，以测试这些新的电源和节能设备。这些仿真不仅能够仿真单个电力系统，还能够仿真船舶的其他系统如何与新能源交互。

此外，这些系统可用于尽早识别船舶设计中的故障。从历史上看，在运行过程中会发现涉及振动、气蚀、腐蚀、压力脉冲等的故障，因此需要在船舶下水后很长一段时间内更改设计。然而，对船舶进行仿真可以在设计过程本身中发现这些潜在的故障，使工程师能够在船舶实际建造之前很久就配置和优化设计。这对于新的实验性动力源尤其重要，可以让船舶公司更有信心地推出可持续船舶。

仿真可以提供帮助的另一个领域是成本效益分析。仿真可以深入了解船舶的结构和功能，还可以赋能工程师评估船舶材料和系统所需的成本，并根据他们的目标平衡这些成本。在决定是否改造现有船舶设计时，这种情况可能会派上用场，因为现役船舶必须符合可持续性指令。如果改造旧船设计的成本超过收益，企业将更清楚报废这些船只是否适当。这种增强的分析还可以帮助决定企业应该采用哪种可持续推进方法。

迈向更环保的地平线

通往可持续海洋工业的道路很复杂，有许多替代能源需要探索，但也有许多潜在的陷阱需要避免。幸运的是，集成仿真可以为企业提供必要的见解，以应对这些新技术的复杂性，优化船舶设计并平衡成本，以创建适合更可持续未来的新船队。

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