【摘要】：當三體船高速航行時,由于三體船結構特殊,所產(chǎn)生的橫搖很小,不影響三體船的正常航行。但產(chǎn)生的縱搖會直接影響到航行的速度、艦載人員舒適感和船體的穩(wěn)定性。T型翼、壓浪板是近些年來出現(xiàn)的新型減搖設備,并且三體船船艏底部平滑,適配T型翼不會影響三體船結構特點。本文對帶有T型翼、壓浪板的三體船進行縱向運動分析。本文針對三體船進行了結構分析,首先建立慣性坐標系,以及隨三體船運動的隨動坐標系。在此坐標系下對三體船進行受力分析,三體船在航行中應在6個自由度下運動,由于橫向運動對三體船的影響并不明顯。本文僅在縱向運動上建立了三體船的數(shù)學模型,得到所受到的升力、升力距與海浪以及船體自身結構的關系。并根據(jù)實船模型,利用CFD仿真與遺傳算法得到三體船縱向運動的狀態(tài)空間方程,推導出傳遞函數(shù)。這有助于加深對三體船模型的認識,可以明了的看出波浪等對三體船升沉、縱搖的影響。在建立了三體船的數(shù)學模型后、得到了實船的傳遞函數(shù)后,在實船上裝配T型翼、壓浪板,進行分析。還是在縱向上對其進行分析,得到了裝配T型翼、壓浪板的三體船縱向運動方程。根據(jù)此方程設計控制器,控制T型翼、壓浪板變化角度,從而減搖三體船升沉、縱搖。由于T型翼、壓浪板相互耦合,對三體船的升沉、縱搖同時有作用效果,因此必須對其進行解耦計算。以縱搖最終全部作用在T型翼上,升沉全部作用在壓浪板上為基本原則,對系統(tǒng)進行解耦。解耦完成后,利用LQR控制算法,針對此系統(tǒng)設計解耦反饋控制器。最終,驗證了T型翼、壓浪板減少三體船升沉縱搖的可行性。為了驗證設計的控制器是否可以有效的減少三體船縱搖,需要對其進行驗證。由于實艇成本過高,一旦出錯會大大增加開發(fā)成本。因此,首先利用虛擬仿真的方式進行驗證。本文利用Vega Prime與MFC相結合的方式,開發(fā)了三體船視景仿真系統(tǒng)。開發(fā)虛擬仿真系統(tǒng),首先要繪制三體船的三維模型。本文利用3D MAX2013與Creator軟件相結合的方式,1:1的繪制了三體船、T型翼、壓浪板的三維模型,利用Creator自帶的陰影、配色、光線等功能對三體船進行渲染,達到擬真效果。根據(jù)T型翼、壓浪板運動方式設置DOF節(jié)點。模型繪制完成后,利用LynX Prime軟件將其加載到ACF文件中,配置相關海洋模塊、海浪效果等。之后在VC++6.0開發(fā)環(huán)境下,開發(fā)三體船視景仿真程序。應用程序中包含了場景渲染、模型驅動、人機交互等功能。并在軟件中寫好控制程序,編寫相關的曲線控件后,對系統(tǒng)進行仿真驗證。
【圖文】：

T型翼結構圖

圖 1.4 SSTH-70（大洋之箭）和 Silvia Ana（2）國內(nèi)減搖問題的研究國內(nèi)對于附加裝置減船舶縱搖研究起步較晚，20 世紀 90 年代初，哈船院首次開為船舶附加裝置減搖的研究，，并取得了一定的成果。目前在國內(nèi)附加裝置使用的較熟的當數(shù)減搖鰭技術，減搖鰭為安裝在船體兩側的減搖裝置，傳統(tǒng)的低速船應用減效果十分明顯。但是減搖鰭對船寬有一定限制，現(xiàn)代的高速三體船船寬較寬，在其
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U661.7;TP391.9

【參考文獻】

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本文編號：2675688