本文關(guān)鍵詞：螺旋槳逆轉(zhuǎn)工況下船舶運(yùn)動(dòng)建模與仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了使操船者能夠準(zhǔn)確預(yù)判船舶動(dòng)態(tài)，減少乃至避免事故的發(fā)生，船舶在限制水域的多工況仿真預(yù)報(bào)的研究尤為重要，實(shí)際意義十分明顯。然而，到目前為止，關(guān)于螺旋槳反轉(zhuǎn)制動(dòng)及倒航的仿真預(yù)報(bào)研究仍然不夠成熟。本文對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)建模與仿真的研究工作是在考慮到船和環(huán)境的相互作用下進(jìn)行的。 首先，考慮到船舶在螺旋槳逆轉(zhuǎn)情況下必將經(jīng)歷倒車制動(dòng)和倒車倒航過(guò)程。因此，本文在對(duì)前人提出的常速域數(shù)學(xué)模型和淺水、低速、大漂角數(shù)學(xué)模型研究的基礎(chǔ)上，并考慮到船舶運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性，采用了將兩種數(shù)學(xué)模型相結(jié)合的方法建立了既能體現(xiàn)船舶在常速域的運(yùn)動(dòng)特性，又能體現(xiàn)船舶在淺水、低速、大漂角情況下的運(yùn)動(dòng)特性的船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型。即在建立運(yùn)動(dòng)數(shù)模時(shí)，，小漂角(小于20度)采用貴島模型，大漂角(大于30)采用芳村模型，漂角在兩者之間是采用兩個(gè)模型的內(nèi)插。考慮淺水影響時(shí)采用了貴島的研究結(jié)果。 然后，為了滿足船舶多工況動(dòng)態(tài)仿真的需要，本文給出適用于計(jì)算機(jī)仿真的螺旋槳推力系數(shù)與轉(zhuǎn)矩系數(shù)的四象限計(jì)算方法。并用MATLAB工具編輯了計(jì)算程序，能使計(jì)算機(jī)直接根據(jù)輸入的船型參數(shù)方便的計(jì)算出B系列螺旋槳的四象限特性曲線并用于船舶操縱運(yùn)動(dòng)仿真預(yù)報(bào)，為最后利用Matlab仿真創(chuàng)造條件。在考慮螺旋槳橫向力對(duì)船舶操縱運(yùn)動(dòng)的影響時(shí)，根據(jù)各種橫向力的物理成因采用了理論計(jì)算的方法，并將結(jié)果用于最后的仿真。 最后，為驗(yàn)證本文所建議的模型的正確性與可行性，結(jié)合前人的在船舶數(shù)學(xué)模型方面的理論和經(jīng)驗(yàn)，利用Matlab進(jìn)行了船舶旋回、制動(dòng)和倒航實(shí)例仿真并與實(shí)船試驗(yàn)進(jìn)行了比較，吻合很好，驗(yàn)證了該數(shù)學(xué)模型的正確，有效，可用于螺旋槳逆轉(zhuǎn)工況下的船舶運(yùn)動(dòng)性能參數(shù)的計(jì)算與預(yù)報(bào)。其中為使預(yù)報(bào)結(jié)果更接近實(shí)際，還考慮了風(fēng)、流及淺水影響，得到了一系列滿意的仿真預(yù)報(bào)結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型 螺旋槳橫向力 船舶制動(dòng) 四象限推力與轉(zhuǎn)矩
【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】：2007
【分類號(hào)】：U661.336
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題依據(jù)的歷史背景10-12
• 1.2 課題的提出及本文的主要工作12-15
• 第2章 船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的建立15-31
• 2.1 船舶平面運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)方程15-19
• 2.1.1 船舶平面運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系統(tǒng)15-17
• 2.1.2 船舶平面運(yùn)動(dòng)方程的建立17-19
• 2.2 船體流體動(dòng)力的計(jì)算19-29
• 2.2.1 船體慣性類流體動(dòng)力及力矩的計(jì)算19-20
• 2.2.2 船體粘性類流體動(dòng)力X_H、Y_H及力矩N_H的求取20-26
• 2.2.3 船舶流體動(dòng)力導(dǎo)數(shù)的淺水影響26-29
• 2.3 船舶主動(dòng)力及力矩的計(jì)算模型29
• 2.4 船舶干擾力(風(fēng)、流)及力矩的計(jì)算模型29-31
• 2.4.1 風(fēng)的干擾力計(jì)算模型29-30
• 2.4.2 流干擾力的計(jì)算模型30-31
• 第3章 螺旋槳四象限推力與轉(zhuǎn)矩的計(jì)算31-42
• 3.1 伴流系數(shù)的計(jì)算與淺水影響31-32
• 3.1.1 伴流系數(shù)ω_p的計(jì)算31-32
• 3.1.2 伴流系數(shù)ω_p的淺水修正32
• 3.2 推力減額系數(shù)t_p的計(jì)算32-34
• 3.2.1 正車前航時(shí)推力減額系數(shù)的計(jì)算32-33
• 3.2.2 倒車前航時(shí)推力減額系數(shù)的計(jì)算33
• 3.2.3 倒車倒航時(shí)推力減額的計(jì)算33
• 3.2.4 船舶橫向和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)推力減額的影響時(shí)33-34
• 3.2.5 螺旋槳負(fù)荷變化對(duì)推力減額的影響34
• 3.2.6 推力減額系數(shù)的淺水修正34
• 3.3 槳的四象限推力系數(shù)與轉(zhuǎn)矩系數(shù)的計(jì)算34-42
• 3.3.1 槳的四象限推力系數(shù)，轉(zhuǎn)矩系數(shù)的構(gòu)成35-36
• 3.3.2 槳的四象限推力系數(shù)，轉(zhuǎn)矩系數(shù)的 MATLAB實(shí)現(xiàn)方法36-38
• 3.3.3 計(jì)算實(shí)例38-42
• 第4章 螺旋槳逆轉(zhuǎn)工況下橫向力的計(jì)算42-55
• 4.1 船舶伴流橫向力的計(jì)算43-47
• 4.1.1 伴流橫向力的產(chǎn)生機(jī)理43-45
• 4.1.2 伴流橫向力的理論計(jì)算45-47
• 4.2 螺旋槳排出流橫向力的計(jì)算47-50
• 4.2.1 排出流橫向力的產(chǎn)生機(jī)理47-48
• 4.2.2 排出流橫向力的理論計(jì)算48-50
• 4.3 螺旋槳斜流橫向力的計(jì)算50-53
• 4.3.1 斜流橫向力的產(chǎn)生機(jī)理51-52
• 4.3.2 斜流橫向力的理論計(jì)算52-53
• 4.4 螺旋槳逆轉(zhuǎn)時(shí)其橫向力及力矩的綜合計(jì)算53-55
• 第5章 螺旋槳逆轉(zhuǎn)工況下船舶運(yùn)動(dòng)仿真55-67
• 5.1 船舶旋回性能仿真56-58
• 5.1.1 船舶深水旋回仿真56-57
• 5.1.2 船舶淺水旋回仿真57-58
• 5.1.3 小結(jié)58
• 5.2 船舶制動(dòng)性能仿真58-64
• 5.2.1 壓載狀況下的船舶制動(dòng)仿真58-59
• 5.2.2 不同進(jìn)速下的船舶制動(dòng)仿真59-61
• 5.2.3 淺水影響下的船舶制動(dòng)仿真61
• 5.2.4 風(fēng)影響下的船舶制動(dòng)仿真61-62
• 5.2.5 流影響下的船舶制動(dòng)仿真62-63
• 5.2.6 小結(jié)63-64
• 5.3 船舶在螺旋槳逆轉(zhuǎn)工況下的全過(guò)程運(yùn)動(dòng)仿真64-67
• 5.3.1 仿真預(yù)報(bào)曲線圖64-65
• 5.3.2 小結(jié)65-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 攻讀學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表的論文72-73
• 致謝73-74
• 研究生履歷74

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 蔣志金;張文孝;任莉;;基于Simulink的船機(jī)槳網(wǎng)匹配建模與仿真[J];裝備制造技術(shù);2013年04期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 何舒;淺水對(duì)低速船舶舵效影響的研究[D];大連海事大學(xué);2011年

2 雷正玲;救助船動(dòng)力定位智能控制及仿真的研究[D];大連海事大學(xué);2011年

3 韓冰;微型潛艇氣動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真[D];江蘇科技大學(xué);2011年

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5 代如亮;港內(nèi)低速時(shí)船舶舵效的研究[D];大連海事大學(xué);2007年

6 李修強(qiáng);船舶運(yùn)動(dòng)建模與特性仿真研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

7 王少鵬;吊艙電力推進(jìn)控制系統(tǒng)的仿真研究[D];江蘇科技大學(xué);2010年

8 楊柏梅;螺旋槳負(fù)載特性的半實(shí)物仿真平臺(tái)研究[D];大連海事大學(xué);2013年

9 伍文暉;水面無(wú)人艇試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)[D];大連海事大學(xué);2013年

10 黃瑤瑤;船舶倒車過(guò)渡工況仿真分析研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：螺旋槳逆轉(zhuǎn)工況下船舶運(yùn)動(dòng)建模與仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：307236