本文關(guān)鍵詞：航海模擬器中全回轉(zhuǎn)拖輪操縱運(yùn)動(dòng)建模與仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：拖輪在輔助他船操縱過程中發(fā)揮著重要作用。以全回轉(zhuǎn)拖輪為代表的現(xiàn)代港作拖輪已成為各大港口的主力船型,對(duì)全回轉(zhuǎn)拖輪操縱性能的研究需進(jìn)一步深入。同時(shí)全功能航海模擬器需要交互式拖輪模型,更好實(shí)現(xiàn)人員培訓(xùn)和工程論證。本文研究全回轉(zhuǎn)拖輪水平面操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,主要完成了以下工作： (1)基于分離建模思想,建立全回轉(zhuǎn)拖輪的水平面運(yùn)動(dòng)方程。仿真研究通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算出船舶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。主要研究的是深水條件下的常規(guī)操縱,將水動(dòng)力分為慣性力和黏性力兩類。由于全回轉(zhuǎn)拖輪裝有兩只全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器,在計(jì)算推力轉(zhuǎn)矩時(shí)考慮了推進(jìn)器的組合推力。 (2)建立全回轉(zhuǎn)拖輪剩余阻力和導(dǎo)管螺旋槳的推力的計(jì)算模型。利用塔格爾特阻力圖譜計(jì)算船舶剩余阻力。棱形系數(shù)是確定剩余阻力的重要參數(shù),本文通過ShipPower軟件輔助確定了棱形系數(shù)；并利用MATLAB和函數(shù)插值,將阻力曲線轉(zhuǎn)換成可用于計(jì)算機(jī)仿真的多項(xiàng)表達(dá)式。全回轉(zhuǎn)拖輪的操縱性能很大程度上取決于全回轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置。研究全回轉(zhuǎn)拖輪配備的導(dǎo)管螺旋槳?jiǎng)恿π阅?并給出了導(dǎo)管螺旋槳推力計(jì)算方法,同時(shí)分析了伴流以及推力減額等對(duì)推進(jìn)性能的影響。并驗(yàn)證了阻力與推力模型的正確性。 (3)以Visual C++6.0為開發(fā)工具建立仿真測(cè)試平臺(tái)。對(duì)全回轉(zhuǎn)拖輪進(jìn)行了典型操縱試驗(yàn)的仿真,包括：螺線試驗(yàn)、Z形試驗(yàn)以及回轉(zhuǎn)試驗(yàn)。通過仿真結(jié)果與丹麥海事研究所的船模試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比,所建模型的精度滿足仿真需要。
【關(guān)鍵詞】：航海模擬器 全回轉(zhuǎn)拖輪 船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型 導(dǎo)管螺旋槳 操縱試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：U666.158
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 國(guó)外全回轉(zhuǎn)拖輪研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)全回轉(zhuǎn)拖輪研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容與安排13-15
• 第2章 ASD拖輪運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型15-23
• 2.1 ASD拖輪概述15-17
• 2.2 船舶空間運(yùn)動(dòng)方程17-19
• 2.2.1 描述船舶運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系17-18
• 2.2.2 分離型運(yùn)動(dòng)方程18
• 2.2.3 運(yùn)動(dòng)參量的無量綱化18-19
• 2.3 水動(dòng)力和力矩計(jì)算模型19-20
• 2.3.1 慣性水動(dòng)力和力矩19-20
• 2.3.2 黏性水動(dòng)力和力矩20
• 2.4 主動(dòng)力計(jì)算模型20-21
• 2.5 槳與槳、槳與船體之間的干涉21-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 第3章 船體縱向阻力的計(jì)算23-35
• 3.1 縱向水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)的計(jì)算23-25
• 3.1.1 直航阻力的計(jì)算23-25
• 3.1.2 其他水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)的計(jì)算25
• 3.2 剩余阻力系數(shù)的計(jì)算25-34
• 3.2.1 棱形系數(shù)的估算方法27-30
• 3.2.2 多項(xiàng)式的擬合與插值30-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 第4章 導(dǎo)管螺旋槳推力的計(jì)算35-46
• 4.1 全回轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置介紹35-36
• 4.2 導(dǎo)管螺旋槳概述36-37
• 4.3 導(dǎo)管螺旋槳推力系數(shù)的計(jì)算37-41
• 4.4 伴流和推力減額系數(shù)的計(jì)算41-45
• 4.4.1 伴流系數(shù)的計(jì)算42-44
• 4.4.2 推力減額系數(shù)的計(jì)算44-45
• 4.5 本章小結(jié)45-46
• 第5章 ASD拖輪操縱運(yùn)動(dòng)仿真46-59
• 5.1 計(jì)算機(jī)仿真46-49
• 5.1.1 仿真流程46-47
• 5.1.2 程序的仿真界面47-49
• 5.2 螺線試驗(yàn)仿真49-52
• 5.3 Z形試驗(yàn)仿真52-57
• 5.4 回轉(zhuǎn)試驗(yàn)仿真57-58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 第6章 結(jié)論與展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-66
• 作者簡(jiǎn)介66

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