近年来,随着全球气候变暖问题的日渐凸显,海运业CO2排放控制问题成为业界关注的焦点。国际海事组织(IMO)制定能效运营指数(EEOI)、船舶能效管理计划(SEEMP)能效规范,为船舶营运商树立了节能减排的营运目标。对于多数在营运船舶,推进能耗占全船总能耗比重较大,从改善阻力性能和推进效率入手仍有可观的节能空间。船舶在一个航次中推进能耗预报以及定量分析是船舶营运者制定船舶能效管理、优化计划的有力依据,因此,对营运船舶主推进系统能耗分析和预报方法的研究具有重要意义和实用价值。本文提出基于模型仿真手段的单航次推进能耗定量预报和分析方法。对海船运营过程中主推进系统能耗的各主要影响因素进行了分析,针对一艘176000 dwt散货船建立了单航次主推进系统能耗分析模型,并进行了模型验证和仿真试验,基于仿真分析结果,探讨了航路,航速对单航次主推进系统能耗的影响。首先,按照分块建模的思路,分别对目标船风浪作用力、船体水动力、舵力、螺旋桨推力、主推进系统能耗五个模块的特性进行了机理分析,明确了各模块输入量与输出量间的数学关系；充分考虑目标船船体、主推进系统、舵等子系统特性,建立了该船的主推进系统能耗模型。其次,对目标船直航和回转试航试验进行模拟,将仿真结果与试航报告对比,验证模型运动模块的精确性；利用短期航行仿真试验验证能耗模块的仿真精确性。结果表明,建立的营运船舶推进能耗分析模型的仿真结果与轮机日志记录值较为吻合,精确度满足研究需要。最后,针对一个航次中的主机推进能耗分布预报问题、主机设定转速对主机推进能耗影响问题、航路选择对主机能耗影响问题分别进行了仿真试验。研究结果表明：建立的模型能有效对营运船舶主推进系统能耗实现定量分析和预报,该方法能够协助船舶管理者预估船舶在未来一个航次的主推进系统能耗表现；仿真计算结果可以作为船舶管理者制定单船SEEMP或进行能效优化的参考。