發(fā)布時(shí)間：2017-05-01 20:12

  本文關(guān)鍵詞：船舶在風(fēng)浪中的操縱運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，，建立了考慮船舶操縱過(guò)程中的橫傾耦合，以及在風(fēng)、浪、流等干擾力和力矩作用下的船舶操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，并就船舶在風(fēng)浪中操舵后的橫搖特性進(jìn)行了深入的研究。 在建立數(shù)學(xué)模型時(shí)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(yùn)動(dòng)與橫傾的耦合，以及轉(zhuǎn)舵橫傾力和力矩、橫傾恢復(fù)力和力矩，船體流體動(dòng)力和力矩、橫搖阻尼力和力矩、船體慣性力和力矩、風(fēng)浪等外界干擾力和力矩在橫搖方向的相互作用關(guān)系。用龍格—庫(kù)塔法對(duì)操縱運(yùn)動(dòng)方程的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行解算，并采用Visual C++程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，對(duì)船舶操縱性試驗(yàn)進(jìn)行了仿真計(jì)算。本文對(duì)船舶在風(fēng)、浪中采取的不同操縱方案與橫搖角之間的關(guān)系進(jìn)行了定量分析。通過(guò)計(jì)算得出在橫風(fēng)、橫浪的情況下，可能造成的危險(xiǎn)局面，從而提出了操縱舵角與最大橫搖角估算圖譜。 通過(guò)本論題的研究，得出以下結(jié)論： 船舶在風(fēng)、波浪中操舵回轉(zhuǎn)過(guò)程中，在風(fēng)、浪產(chǎn)生的橫傾力矩和轉(zhuǎn)舵橫傾力矩的共同作用下，可能造成較大的橫傾角。計(jì)算結(jié)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(zhuǎn)舵引起的橫搖相位和波浪引起的橫搖相位之間的關(guān)系有關(guān)。兩者相位相同時(shí)，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(jié)果對(duì)船舶駕駛?cè)藛T在實(shí)際操船過(guò)程中具有一定參考價(jià)植，同時(shí)，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(guān)鍵詞】：橫搖 風(fēng)、浪 操縱性 數(shù)學(xué)模型 運(yùn)動(dòng)仿真
【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】：2004
【分類號(hào)】：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(xiàn)狀8-12
• 1.2.1 船舶操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.2 船舶在波浪中的運(yùn)動(dòng)特性的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 課題的研究?jī)?nèi)容12-13
• 第2章 船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型13-39
• 2.1 操縱運(yùn)動(dòng)方程13-18
• 2.1.1 坐標(biāo)系及運(yùn)動(dòng)學(xué)物理量之間的關(guān)系13-15
• 2.1.2 運(yùn)動(dòng)方程式的建立15-17
• 2.1.3 運(yùn)動(dòng)參量的無(wú)因次化17-18
• 2.2 裸船體上的流體動(dòng)力及力矩計(jì)算模型18-26
• 2.2.1 慣性類流體動(dòng)力及力矩模型18-19
• 2.2.2 粘性類流體動(dòng)力及力矩模型19-26
• 2.3 螺旋槳及主機(jī)特性計(jì)算模型26-31
• 2.3.1 螺旋槳推力及轉(zhuǎn)矩計(jì)算模型27
• 2.3.2 螺旋槳處伴流系數(shù)和推力減額系數(shù)的計(jì)算27-29
• 2.3.3 螺旋槳推力系數(shù)和轉(zhuǎn)矩系數(shù)的計(jì)算29-30
• 2.3.4 主機(jī)特性計(jì)算模型30-31
• 2.4 舵及舵機(jī)特性計(jì)算模型31-36
• 2.4.1 考慮螺旋槳、船體對(duì)舵的干涉時(shí)正壓力的計(jì)算32
• 2.4.2 舵處來(lái)流有效流速及有效沖角的計(jì)算32-35
• 2.4.3 系數(shù)a_H、x_H、x_R、t_R的計(jì)算35-36
• 2.4.4 舵上流體動(dòng)力和舵機(jī)模型36
• 2.5 船舶橫搖力矩計(jì)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(fù)力矩模型37-39
• 第3章 船舶運(yùn)動(dòng)干擾力數(shù)學(xué)模型39-52
• 3.1 風(fēng)的干擾力的數(shù)學(xué)模型39-44
• 3.1.1 作用于船體上的平均風(fēng)壓力和力矩的計(jì)算39-41
• 3.1.2 風(fēng)壓力系數(shù)和風(fēng)壓力的矩系數(shù)的估算41-44
• 3.2 一階波浪干擾力和力矩?cái)?shù)學(xué)模型44-51
• 3.2.1 考慮波浪干擾的坐標(biāo)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(shù)學(xué)模型51-52
• 第4章 計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn)與安全分析52-69
• 4.1 運(yùn)動(dòng)方程算法的介紹-龍格-庫(kù)塔法52-54
• 4.2 計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)54-56
• 4.3 仿真計(jì)算實(shí)例56-67
• 4.3.1 實(shí)船試驗(yàn)與仿真計(jì)算比較56-58
• 4.3.2 船舶在不同工況下的操縱運(yùn)動(dòng)仿真58-67
• 4.4 船舶在橫風(fēng)、橫浪中的操縱安全評(píng)價(jià)67-69
• 第5章 結(jié)論與展望69-71
• 攻讀學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表的論文71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76

【引證文獻(xiàn)】

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5 李源;補(bǔ)給船船位廣義預(yù)測(cè)控制方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

6 譚勁鋒;非線性濾波器在某船動(dòng)力定位中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

7 時(shí)俊宇;基于潛器空間運(yùn)動(dòng)的慣導(dǎo)系統(tǒng)適應(yīng)性問(wèn)題研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

8 徐明彩;大型水面艦船操縱性仿真軟件開(kāi)發(fā)[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

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10 姚云熙;水面無(wú)人艇在風(fēng)浪流干擾下的運(yùn)動(dòng)仿真[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：339573