拖輪模擬器中船間水動力作用數(shù)學模型研究.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產(chǎn)生水動力相互作用,船間水動力作用對拖船作業(yè)會產(chǎn)生直接影響,甚至會造成船舶操縱困難而產(chǎn)生危險。研究船間水動力作用對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力作用模塊是必要的。
　　 針對拖船的滑流效應(yīng)和船間效應(yīng),本文進行了如下三個方面的工作:
　　 1.基于最小二乘法建立拖船螺旋槳滑流效應(yīng)的數(shù)學模型。文中用F檢

2、驗法對所建立的模型進行顯著性檢驗,檢驗結(jié)果表明所建立的模型是合理的;然后又對建立的模型用Matlab進行了仿真,仿真結(jié)果與柯恩達效應(yīng)和流體的駐點壓力對滑流效應(yīng)的解釋是一致的。
　　 2.基于勢流理論建立拖船所受船間效應(yīng)的數(shù)學模型。首先在拖船與被拖船首尾線上布置一些源(匯)來取代船體對來流的擾動,源(匯)的強度根據(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,接著根據(jù)速度勢求得船體對周圍流體的誘導速度,再利用

3、伯努利方程求得拖船船體附近流體的壓強,最后用辛普生積分求出拖船受到的橫向力和轉(zhuǎn)首力矩。計算結(jié)果與試驗結(jié)果對比表明所建立的模型是合理的。
　　 3.用VisualC++6.0搭建仿真平臺,對船間水動力作用數(shù)學模型在測試平臺上進行仿真測試。文中做了三組仿真:一是對拖船拖帶被拖船前進運動仿真;二是對拖船拖帶被拖船轉(zhuǎn)向運動仿真;三是對拖船受到的船間效應(yīng)作用進行仿真。前兩組是對拖船的滑流效應(yīng)進行的測試,第三組是對拖船受到的船間效應(yīng)進行的測