本文關(guān)鍵詞：游艇運動數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用研究

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【摘要】：近年來,游艇業(yè)在我國的發(fā)展迅猛,游艇駕駛員培訓(xùn)機構(gòu)也日益增多。利用實際游艇進行游艇駕駛員的培訓(xùn)存在成本高、風(fēng)險大、易受季節(jié)和外部氣象條件影響等缺點。若游艇的部分實操培訓(xùn)采用游艇模擬器完成,則可以提高培訓(xùn)質(zhì)量,降低培訓(xùn)成本和安全風(fēng)險。游艇運動數(shù)學(xué)模型是體現(xiàn)游艇模擬器行為真實感的關(guān)鍵技術(shù),本文分別對靜水和波浪中游艇運動的數(shù)學(xué)模型進行研究,建立了游艇的運動數(shù)學(xué)模型。結(jié)合國內(nèi)外對船舶運動模型和滑行艇平面運動的研究成果,基于MMG分離建模思想建立了靜水中游艇的三自由度平面運動數(shù)學(xué)模型,包括縱移,橫移和轉(zhuǎn)首運動；根據(jù)靜水中游艇的垂向受力分析,建立了靜水中游艇的垂蕩縱搖運動模型。采用普通切片理論,結(jié)合游艇的艇型和受力特點,建立了游艇在迎浪規(guī)則波中垂蕩和縱搖運動的數(shù)學(xué)模型；根據(jù)船舶線性橫搖理論結(jié)合游艇航行的特點,建立了規(guī)則波中游艇橫搖運動數(shù)學(xué)模型。搭建了游艇運動數(shù)學(xué)模型的仿真測試平臺。利用Visual Studio開發(fā)平臺和微軟基本類庫(MFC)編制仿真程序,以一條22米長的單槳、單舵的游艇以及該游艇模型的兩個變形艇為仿真對象進行仿真實驗。對于游艇靜水中平面三自由度運動模型的驗證,將仿真實驗結(jié)果與游艇模型水池實驗結(jié)果進行比對,驗證了游艇靜水中平面三自由度運動模型的準確性。對于游艇波浪中垂蕩和縱搖運動的仿真,將測試平臺輸出的垂蕩和縱搖運動數(shù)據(jù)和已存在的文獻中艇實船試驗結(jié)果數(shù)據(jù)進行對比分析,驗證了本文所建模型的合理性。
【關(guān)鍵詞】：游艇 船舶運動數(shù)學(xué)模型 游艇操縱模擬器 MMG模型
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U661;U674.91
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 選題背景和研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 船舶運動數(shù)學(xué)模型的研究現(xiàn)狀11
• 1.2.2 游艇的操縱性研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 游艇耐波性研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)安排13-15
• 1.3.1 本文的研究內(nèi)容13
• 1.3.2 論文結(jié)構(gòu)安排13-15
• 第2章 游艇的特點和受力分析15-22
• 2.1 游艇的性能特點15
• 2.2 游艇航行受力15-16
• 2.3 LIATN方法16-19
• 2.4 滑行艇動升力(矩)和靜浮力(矩)的計算方法19-20
• 2.5 本章小結(jié)20-22
• 第3章 游艇靜水航行時運動數(shù)學(xué)模型22-32
• 3.1 游艇靜水中平面運動數(shù)學(xué)模型22-28
• 3.1.1 游艇平面運動坐標系22
• 3.1.2 游艇靜水中平面運動方程22-23
• 3.1.3 運動參量的無量綱化23-25
• 3.1.4 作用于艇體上的力及力矩25-27
• 3.1.5 游艇三自由度運動微分方程27-28
• 3.2 游艇靜水中垂蕩縱搖運動數(shù)學(xué)模型28-31
• 3.2.1 運動數(shù)學(xué)模型28
• 3.2.2 作用于滑行艇的慣性類水動力(矩)28-29
• 3.2.3 作用于滑行艇的非慣性類水動力(矩)29-30
• 3.2.4 受力情況分析30-31
• 3.3 本章小結(jié)31-32
• 第4章 游艇在規(guī)則波中航行時的運動數(shù)學(xué)模型32-40
• 4.1 游艇迎浪航行時的運動數(shù)學(xué)模型32-37
• 4.1.1 簡化問題基本假設(shè)32
• 4.1.2 迎浪時常規(guī)排水式船舶垂蕩縱搖運動數(shù)學(xué)模型32-34
• 4.1.3 迎浪時游艇垂蕩縱搖運動數(shù)學(xué)模型34-37
• 4.2 游艇規(guī)則波中橫搖的運動數(shù)學(xué)模型37-39
• 4.3 本章小結(jié)39-40
• 第5章 程序?qū)崿F(xiàn)與仿真實驗40-56
• 5.1 仿真測試平臺的編程實現(xiàn)40-42
• 5.1.1 模型解算流程40
• 5.1.2 類的定義及編程實現(xiàn)40-42
• 5.2 游艇運動模型仿真實驗42-55
• 5.2.1 游艇運動模型的解算42
• 5.2.2 仿真實驗試驗艇數(shù)據(jù)42-45
• 5.2.3 仿真實驗結(jié)果45-55
• 5.3 游艇模擬器成果55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第6章 結(jié)論與展望56-58
• 6.1 結(jié)論56-57
• 6.2 展望57-58
• 6.2.1 本文的不足57
• 6.2.2 未來的工作57-58
• 參考文獻58-61
• 附錄程序中類的定義61-66
• 致謝66-67
• 作者簡介67

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