拖輪模擬器中船間水動(dòng)力作用數(shù)學(xué)模型研究.pdf

1、拖船協(xié)助在船舶靠離碼頭過程中發(fā)揮著重要的作用。拖船作業(yè)過程中,拖船與被拖船之間會(huì)產(chǎn)生水動(dòng)力相互作用,船間水動(dòng)力作用對(duì)拖船作業(yè)會(huì)產(chǎn)生直接影響,甚至?xí)斐纱安倏v困難而產(chǎn)生危險(xiǎn)。研究船間水動(dòng)力作用對(duì)拖船操縱安全和拖船作業(yè)效率的提高有著重要意義。在拖輪模擬器中加入船間水動(dòng)力作用模塊是必要的。
　　 針對(duì)拖船的滑流效應(yīng)和船間效應(yīng),本文進(jìn)行了如下三個(gè)方面的工作:
　　 1.基于最小二乘法建立拖船螺旋槳滑流效應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。文中用F檢

2、驗(yàn)法對(duì)所建立的模型進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),檢驗(yàn)結(jié)果表明所建立的模型是合理的;然后又對(duì)建立的模型用Matlab進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果與柯恩達(dá)效應(yīng)和流體的駐點(diǎn)壓力對(duì)滑流效應(yīng)的解釋是一致的。
　　 2.基于勢(shì)流理論建立拖船所受船間效應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。首先在拖船與被拖船首尾線上布置一些源(匯)來取代船體對(duì)來流的擾動(dòng),源(匯)的強(qiáng)度根據(jù)拖船與被拖船的船體水下幾何形狀確定,由分布的源(匯)即可求得速度勢(shì),接著根據(jù)速度勢(shì)求得船體對(duì)周圍流體的誘導(dǎo)速度,再利用

3、伯努利方程求得拖船船體附近流體的壓強(qiáng),最后用辛普生積分求出拖船受到的橫向力和轉(zhuǎn)首力矩。計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明所建立的模型是合理的。
　　 3.用VisualC++6.0搭建仿真平臺(tái),對(duì)船間水動(dòng)力作用數(shù)學(xué)模型在測(cè)試平臺(tái)上進(jìn)行仿真測(cè)試。文中做了三組仿真:一是對(duì)拖船拖帶被拖船前進(jìn)運(yùn)動(dòng)仿真;二是對(duì)拖船拖帶被拖船轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)仿真;三是對(duì)拖船受到的船間效應(yīng)作用進(jìn)行仿真。前兩組是對(duì)拖船的滑流效應(yīng)進(jìn)行的測(cè)試,第三組是對(duì)拖船受到的船間效應(yīng)進(jìn)行的測(cè)