本文關(guān)鍵詞：POD推進方式大型船舶的運動建模與仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 目前,航海模擬器在諸多領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應用,并取得了可喜的成果。由STCW78/95公約對具有三維視景的航海模擬器的規(guī)定和航海模擬器應用領(lǐng)域的需求可以看出,航海模擬器要為操作者提供盡可能逼真而完善的操作環(huán)境。其中,船舶操縱數(shù)學模型占有比較突出的地位,船舶操縱數(shù)學模型的準確與否是整個航海模擬器系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵所在。從逐步完善航海模擬器的角度看,把各種推進方式的船舶加入到航海模擬器中來,真實地模擬各種推進方式船舶的各種運動形式是非常必要的。 本文對POD推進方式的大型船舶的運動數(shù)學模型問題進行了分析研究,對近些年來已公開的關(guān)于POD推進器的研究資料進行了總結(jié),建立了POD推進器的計算模型,并利用日本MMG分離建模思想,建立了一個適用于當前航海模擬器的三自由度的POD推進方式大型船舶的運動數(shù)學模型。在建模過程中,對坐標系的建立、裸體船的水動力計算、POD槳的水動力計算、POD槳處的伴流系數(shù)、推力減額系數(shù)的計算、主機的計算模型等問題進行了詳細的分析。最后通過四階龍哥—庫塔方法解算,得到船舶的運動狀態(tài)。 為驗證本文所建立模型的正確性與可行性,本文以中國第一艘POD推進的半潛船“泰安口”為例,對其進行了旋回、倒航仿真,仿真結(jié)果與實船試驗數(shù)據(jù)相吻合,驗證了該數(shù)學模型是正確、有效的。為使預報結(jié)果更接近實際情況,本文還考慮了風、流影響,得到了一系列滿意的仿真預報結(jié)果。 本文建立的數(shù)學模型為船舶操縱安全評估提供了理論參考依據(jù);同時也為航海模擬器的研制與開發(fā)提供一定的理論基礎(chǔ);對船舶駕駛?cè)藛T安全地操縱此類型船舶有著理論上的指導意義。
【關(guān)鍵詞】：船舶操縱性 船舶運動仿真 吊艙推進器 數(shù)學模型
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：U661;TP391.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題依據(jù)的歷史背景及意義10-11
• 1.2 課題研究的現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 船舶運動數(shù)學模型的發(fā)展歷程11-13
• 1.2.2 POD推進器技術(shù)發(fā)展13-14
• 1.2.3 POD推進器的特點14
• 1.3 本文的主要工作14-16
• 第2章 POD推進器基礎(chǔ)理論及水動力特性16-27
• 2.1 POD推進器的形式16-18
• 2.2 SSP吊艙式推進器系統(tǒng)的構(gòu)成和特點18-21
• 2.3 POD推進器的水動力特性21-24
• 2.3.1 伴流系數(shù)的計算21-22
• 2.3.2 推力減額系數(shù)的計算22-24
• 2.3.2.1 正車前航時推力減額系數(shù)的計算23
• 2.3.2.2 倒車前航時推力減額系數(shù)的計算23-24
• 2.3.2.3 倒車倒航時推力減額的計算24
• 2.3.2.4 POD槳負荷變化對推力減額的影響24
• 2.4 POD槳推力系數(shù)與轉(zhuǎn)矩系數(shù)的計算24-27
• 第3章 船舶運動數(shù)學模型的建立27-53
• 3.1 船舶平面運動的坐標系統(tǒng)和運動方程27-32
• 3.1.1 船舶平面運動的坐標系統(tǒng)27-29
• 3.1.2 船舶平面運動方程的建立29-31
• 3.1.3 運動參量的無因次化31-32
• 3.2 船體流體動力的計算32-41
• 3.2.1 船體慣性類流體動力及力矩的計算32-33
• 3.2.2 船體黏性類流體動力及力矩的求取33-41
• 3.3 主機特性的計算模型41-42
• 3.4 船舶干擾(風、流)力及力矩的計算模型42-49
• 3.4.1 風的干擾力和力矩的數(shù)學模型42-44
• 3.4.2 作用于船體上的平均風壓力和力矩的計算44-45
• 3.4.3 風壓力系數(shù)和風壓力的矩系數(shù)的估算45-48
• 3.4.4 流干擾力的計算模型48-49
• 3.5 組合推力及力矩的計算模型49
• 3.6 POD推進方式的大型船舶的運動仿真49-53
• 3.6.1 運動方程求解方法的介紹49-51
• 3.6.2 計算機的實現(xiàn)51-53
• 第4章 POD推進方式的大型船舶運動模型的仿真實例53-63
• 4.1 模型驗證實例的實船資料53-54
• 4.2 對泰安口船舶的操縱運動進行仿真54-62
• 4.2.1 船舶旋回運動仿真54-58
• 4.2.2 船舶倒車仿真圖58-59
• 4.2.3 船舶在流干擾下全速旋回仿真圖59-60
• 4.2.4 船舶在風干擾下全速旋回仿真圖60-62
• 4.3 對泰安口船舶的操縱運動仿真數(shù)據(jù)比對分析62-63
• 第5章 結(jié)論與展望63-65
• 5.1 全文總結(jié)63
• 5.2 本文中的不足及以后研究方向63-65
• 參考文獻65-68
• 攻讀學位期間公開發(fā)表的論文68-69
• 致謝69-70
• 研究生履歷70

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本文編號：492451