本文關鍵詞：船舶在風浪中的操縱運動仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文在船舶平面操縱運動數學模型的基礎上，，建立了考慮船舶操縱過程中的橫傾耦合，以及在風、浪、流等干擾力和力矩作用下的船舶操縱運動數學模型，并就船舶在風浪中操舵后的橫搖特性進行了深入的研究。 在建立數學模型時分別考慮了作用在船體、槳、舵上的力和力矩以及三者之間的相互干涉，充分考慮了船舶平面運動與橫傾的耦合，以及轉舵橫傾力和力矩、橫傾恢復力和力矩，船體流體動力和力矩、橫搖阻尼力和力矩、船體慣性力和力矩、風浪等外界干擾力和力矩在橫搖方向的相互作用關系。用龍格—庫塔法對操縱運動方程的數學模型進行解算，并采用Visual C++程序設計語言，對船舶操縱性試驗進行了仿真計算。本文對船舶在風、浪中采取的不同操縱方案與橫搖角之間的關系進行了定量分析。通過計算得出在橫風、橫浪的情況下，可能造成的危險局面，從而提出了操縱舵角與最大橫搖角估算圖譜。 通過本論題的研究，得出以下結論： 船舶在風、波浪中操舵回轉過程中，在風、浪產生的橫傾力矩和轉舵橫傾力矩的共同作用下，可能造成較大的橫傾角。計算結果表明由操舵及波浪作用引起的船舶最大橫傾角的大小與轉舵引起的橫搖相位和波浪引起的橫搖相位之間的關系有關。兩者相位相同時，橫搖角較大，反之較小。在波浪的作用下，即使是操較小的舵角，也可能造成較大的橫傾。 本課題的研究結果對船舶駕駛人員在實際操船過程中具有一定參考價植，同時，也為模擬船舶在波浪中的操縱性能提供了一定的理論方法。
【關鍵詞】：橫搖 風、浪 操縱性 數學模型 運動仿真
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：U661
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 第1章 緒論7-13
• 1.1 課題背景及意義7-8
• 1.2 課題的研究現狀8-12
• 1.2.1 船舶操縱運動數學模型的研究現狀8-10
• 1.2.2 船舶在波浪中的運動特性的研究現狀10-12
• 1.3 課題的研究內容12-13
• 第2章 船舶運動數學模型13-39
• 2.1 操縱運動方程13-18
• 2.1.1 坐標系及運動學物理量之間的關系13-15
• 2.1.2 運動方程式的建立15-17
• 2.1.3 運動參量的無因次化17-18
• 2.2 裸船體上的流體動力及力矩計算模型18-26
• 2.2.1 慣性類流體動力及力矩模型18-19
• 2.2.2 粘性類流體動力及力矩模型19-26
• 2.3 螺旋槳及主機特性計算模型26-31
• 2.3.1 螺旋槳推力及轉矩計算模型27
• 2.3.2 螺旋槳處伴流系數和推力減額系數的計算27-29
• 2.3.3 螺旋槳推力系數和轉矩系數的計算29-30
• 2.3.4 主機特性計算模型30-31
• 2.4 舵及舵機特性計算模型31-36
• 2.4.1 考慮螺旋槳、船體對舵的干涉時正壓力的計算32
• 2.4.2 舵處來流有效流速及有效沖角的計算32-35
• 2.4.3 系數a_H、x_H、x_R、t_R的計算35-36
• 2.4.4 舵上流體動力和舵機模型36
• 2.5 船舶橫搖力矩計算模型36-39
• 2.5.1 船舶橫搖阻尼力矩模型36-37
• 2.5.2 船舶橫搖恢復力矩模型37-39
• 第3章 船舶運動干擾力數學模型39-52
• 3.1 風的干擾力的數學模型39-44
• 3.1.1 作用于船體上的平均風壓力和力矩的計算39-41
• 3.1.2 風壓力系數和風壓力的矩系數的估算41-44
• 3.2 一階波浪干擾力和力矩數學模型44-51
• 3.2.1 考慮波浪干擾的坐標系統(tǒng)44-47
• 3.2.2 規(guī)則波的干擾力47-51
• 3.3 流的干擾力數學模型51-52
• 第4章 計算機仿真實現與安全分析52-69
• 4.1 運動方程算法的介紹-龍格-庫塔法52-54
• 4.2 計算機實現54-56
• 4.3 仿真計算實例56-67
• 4.3.1 實船試驗與仿真計算比較56-58
• 4.3.2 船舶在不同工況下的操縱運動仿真58-67
• 4.4 船舶在橫風、橫浪中的操縱安全評價67-69
• 第5章 結論與展望69-71
• 攻讀學位期間公開發(fā)表的論文71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-76

【引證文獻】

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本文編號：339573