近年来,随着世界经济的迅速发展,海洋垃圾越来越多,对沿海城市以及海洋生物造成严重影响,各国针对此种情况设计了很多海洋垃圾的打捞设备,但由于其成本高、效率低、工作坏境恶劣等缺点并没有进行过大批量的推广使用。本文根据近海水域的特点,设计了一种适用于近海环境的垃圾自动收集船,该垃圾船不仅能够打捞海洋漂浮垃圾,而且具备水陆两用性能,可连续作业,同时实现收集、运输、卸载的全过程自动化,装置结构简单,便于操作维修,成本低,适合沿海水域的垃圾收集工作。本文主要研究工作如下:(1)针对海洋漂浮垃圾收集装置的应用研究现状作了简要概括,介绍了国内外海洋垃圾收集方式,归纳总结现有垃圾收集装置存在的问题,以便有针对性地对近海垃圾收集设置进行设计、分析与研究。(2)根据现代机械方法学,遵循总体方案的设计原则,依次设计各个子部件,然后利用三维软件将子部件装配成完整的近海垃圾自动收集船,并对其主要部分进行参数计算和选型。(3)对近海垃圾自动收集船进行静力学仿真分析,确定满足设计要求,考虑收集船在海浪谱荷载作用下,分析收集船的瞬时响应,从而确定收集船船体的能够承受随机载荷产生的最大变形,确保船体的安全。(4)通过结构尺寸的优化,在最小安全系数基本不变和船体质量略有减小的情况下,提高了船体结构的刚度和强度。不仅减少了船体结构钢的用量,减轻了重量,而且提高了船体的承载能力,具有较好的实用意义。(5)以近海垃圾自动收集船的喷水推进器为研究对象,先简单介绍计算流体力学及常用的软件为下一步的计算打下基础。然后建立喷水推进器三维模型,应用计算流体力学软件Fluent,对喷水推进器的流场进行仿真计算分析,研究在不同进水流道长度和管径下的流场性能,为长流道工况下如何改善喷水推进器推进性能提供参考。