船舶操縱模擬器中拖輪子系統(tǒng)的研究.pdf

1、目前,大型船舶操縱模擬器已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在人員培訓(xùn)、航道設(shè)計、方案論證和模擬試驗等領(lǐng)域,并取得了可喜的成果.隨著船舶向大型化,甚至是超大型化發(fā)展,對大船的操縱變得越來越困難,比如:進出港;靠、離泊位等.在這種情況下,拖輪協(xié)助大船進行操縱已經(jīng)成為一個幫助大型船舶進出港;靠、離泊位的重要手段.從逐步完善大型航海模擬器的角度看,把拖輪作為一個本船加入到航海模擬器中來,真實地模擬拖輪與大型船舶共同操縱是非常必要的.它不僅給大型船舶駕駛員真實的拖輪

2、助操效果,同時也為拖輪駕駛員提供了逼真的操縱環(huán)境.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(yīng)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(xué)模型和三維視景占有比較突出的地位,視景的好壞和船舶操縱數(shù)學(xué)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.該文對拖輪操縱模擬器應(yīng)具備的視景系統(tǒng)、操縱環(huán)境及拖輪運動模型的特點等問題進行了分析研究.采用MMG分離建模的思想建立了一

3、個較為精確、較為完整的拖輪操縱數(shù)學(xué)模型.在建模過程中,作者對坐標系的建立、裸體船的水動力計算、直航阻力的計算、螺旋槳處的伴流系數(shù)、推力減額系數(shù)的計算、導(dǎo)管槳的四象限推力系數(shù)、轉(zhuǎn)矩系數(shù)的計算、雙槳的推力、橫向力、轉(zhuǎn)矩的計算、主機的計算模型等問題進行了詳細的分析,建立了一個適用于當前大型航海模擬器的三自由度的拖輪操縱運動數(shù)學(xué)模型.除此之外,作者還對拖輪在頂推、拖帶等工況下的運動數(shù)學(xué)模型進行了初步的研究,提出了一些簡化的拖輪運動數(shù)學(xué)模型.在建