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文檔簡介
1、近年來對船舶操縱運動數(shù)學模型的研究主要從兩方面入手,一是從基本運動方程出發(fā),求出運動參數(shù)進行建模;二是運用控制理論,將船舶作為一個動態(tài)系統(tǒng)進行研究。本文正是從這兩個角度出發(fā),考慮到操舵過程中舵角變化和航速變化對船舶操縱性能的影響,以大連海事大學實習船“育龍”輪為例分別建立其Nomoto模型和改進后的Nomoto模型,并通過回轉試驗驗證模型的正確性。國內很多人在對MMG模型的使用上存在誤區(qū),本文通過對其建模機理的學習,以校船為例建立其MM
2、G模型。另外本文對于不同的船舶運動數(shù)學模型的建模方法進行了系統(tǒng)的研究,并期望通過對現(xiàn)存一些問題的分析,對模型的建立提出幾點改進的意見。
通過對傳統(tǒng)Nomoto模型的研究發(fā)現(xiàn)其建模過程中并沒有考慮到操舵對船體流體動力的干擾,本文根據(jù)Clarke的相關研究并結合實船數(shù)據(jù)對相關線性流體動力導數(shù)加以修正。然后利用Simulink對模型進行旋回仿真,結果發(fā)現(xiàn)仿真數(shù)據(jù)與實船適航數(shù)據(jù)基本吻合,驗證了所建立的船舶運動模型的有效性。
3、 在對船體和螺旋槳的建模過程中遵循MMG模型的建模方法,但在對舵機的建模過程中本文采用了流場模擬計算方法,與以前有所區(qū)別。首先通過三維建模軟件Solidworks分別建立裸船體、螺旋槳和舵葉的物理模型,然后采用商用軟件Fluent對處于船舶尾部復雜流場中的舵葉進行流體計算分析,繞過常規(guī)建模過程中大量的簡化計算,從而提高計算結果的精度。
在對模型進行旋回仿真的過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題,在對轉首角速度的處理中,很多文獻都是
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