本文關(guān)鍵詞：拖輪協(xié)助下大型集裝箱船四自由度港內(nèi)操縱性研究

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【摘要】：隨著集裝箱船大型化的發(fā)展,船舶的操縱性問(wèn)題日益突出,尤其體現(xiàn)在港口水域的操縱過(guò)程當(dāng)中。因大型集裝箱船本身的特性,其重心一般較高,滿載時(shí)側(cè)面積較大,易受風(fēng)、流等外界因素影響,船舶在港內(nèi)淺水低速情況下往往難以通過(guò)自力操船來(lái)克服,此時(shí)請(qǐng)求拖輪協(xié)助變得非常有必要。本文在參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)之上,考慮了集裝箱船在滿速旋回時(shí)將產(chǎn)生較大橫傾角這一特點(diǎn),采用MMG思想建立了一個(gè)較為全面的包括橫搖在內(nèi)的大型集裝箱船四自由度船舶操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,目的是提高船舶運(yùn)動(dòng)仿真的精確性,并在模型中加入了拖輪力計(jì)算模型。之后使用MATLAB軟件對(duì)拖輪協(xié)助下的大型集裝箱船港內(nèi)操縱進(jìn)行了模擬仿真,通過(guò)旋回實(shí)船數(shù)據(jù)和仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比,驗(yàn)證了所建立模型的準(zhǔn)確性。 為研究大型集裝箱船滿載情況下港內(nèi)操縱性及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律,根據(jù)建立的船舶操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,對(duì)船舶余速控制、順流掉頭、平移抵泊等工況進(jìn)行了仿真,根據(jù)輸出結(jié)果定量定性分析了其操縱要點(diǎn)。 本課題的研究結(jié)果可以使船舶駕駛?cè)藛T更好的了解大型集裝箱船的操縱特性,對(duì)于在實(shí)際生產(chǎn)中的大型集裝箱船港內(nèi)操縱具有一定的指導(dǎo)意義,同時(shí)對(duì)完善航海模擬器中大型集裝箱船的操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型也有一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】：拖輪協(xié)助 大型集裝箱船 操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型 操縱性 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】：2014
【分類號(hào)】：U675.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 課題選取背景及研究意義9-10
• 1.2 課題的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 港內(nèi)拖輪協(xié)助問(wèn)題的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容12-13
• 第二章 四自由度船舶操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的建立13-36
• 2.1 船舶操縱運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系統(tǒng)和方程式13-16
• 2.1.1 船舶平面運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系統(tǒng)13-14
• 2.1.2 三自由度船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的建立14-15
• 2.1.3 四自由度船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的建立15-16
• 2.1.4 船舶參數(shù)的無(wú)量綱化16
• 2.2 作用于船體上的流體動(dòng)力和力矩的計(jì)算16-23
• 2.2.1 船體上慣性類流體動(dòng)力及力矩的計(jì)算17-18
• 2.2.2 船體粘性類流體動(dòng)力及力矩的計(jì)算18-23
• 2.3 作用于螺旋槳及舵上流體動(dòng)力和力矩的計(jì)算23-30
• 2.3.1 作用于螺旋槳上的流體動(dòng)力和力矩23-27
• 2.3.2 作用于舵上的流體動(dòng)力和力矩27-30
• 2.4 船舶運(yùn)動(dòng)的干擾力數(shù)學(xué)模型30-32
• 2.4.1 風(fēng)的干擾力數(shù)學(xué)模型30-31
• 2.4.2 流的干擾力數(shù)學(xué)模型31-32
• 2.5 船舶運(yùn)動(dòng)模型的淺水修正32-36
• 2.5.1 對(duì)附加質(zhì)量和附加慣性矩的淺水修正32-33
• 2.5.2 對(duì)流體動(dòng)力導(dǎo)數(shù)的淺水修正33-34
• 2.5.3 對(duì)螺旋槳推力和轉(zhuǎn)矩的淺水修正34
• 2.5.4 對(duì)舵力和力矩的淺水修正34-36
• 第三章 拖輪力和船舶與拖輪之間的作用力36-45
• 3.1 拖輪的特性及作用36-37
• 3.1.1 港作拖輪的特性36-37
• 3.1.2 港作拖輪的作用37
• 3.2 所需拖輪的總功率和數(shù)量計(jì)算37-38
• 3.3 拖輪主動(dòng)力及力矩的計(jì)算38-43
• 3.3.1 拖輪力和力矩模型38
• 3.3.2 拖輪水動(dòng)力的近似估算模型38-40
• 3.3.3 拖輪槳四象限推力系數(shù)的近似估算模型40-43
• 3.4 拖輪與船舶之間作用力43-45
• 第四章 拖輪協(xié)助下大型集裝箱船仿真45-70
• 4.1 船舶運(yùn)動(dòng)方程算法簡(jiǎn)介45-46
• 4.2 船舶運(yùn)動(dòng)仿真過(guò)程概述46-48
• 4.3 大型集裝箱船仿真預(yù)報(bào)48-55
• 4.3.1 深水中大型集裝箱船旋回仿真49-53
• 4.3.2 淺水中大型集裝箱船旋回仿真53-55
• 4.4 港內(nèi)不同工況下大型集裝箱船仿真預(yù)報(bào)55-70
• 4.4.1 大型集裝箱船不同風(fēng)向下運(yùn)動(dòng)仿真55-59
• 4.4.2 主機(jī)停車控制余速仿真59-60
• 4.4.3 拖輪協(xié)助下大船停車減速運(yùn)動(dòng)仿真60
• 4.4.4 拖輪協(xié)助下大型集裝箱船原地旋回仿真60-61
• 4.4.5 單拖輪協(xié)助大型集裝箱船轉(zhuǎn)向的效果比較61-63
• 4.4.6 順流作用下集裝箱船掉頭仿真63-66
• 4.4.7 風(fēng)流影響下平移抵泊運(yùn)動(dòng)仿真66-68
• 4.4.8 大型集裝箱船進(jìn)港仿真68-70
• 第五章 結(jié)論與展望70-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 附錄A XIN SHANG HAI輪船舶參數(shù)77-78
• 致謝78-79
• 研究生履歷79

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8 記者 甘豐錄;圍繞需求和規(guī)范 加速開(kāi)發(fā)新船型[N];中國(guó)船舶報(bào);2011年

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