先令舵在船舶靠離泊中作用的仿真研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代化船舶的向大型化、專用化、高速化發(fā)展,相關從業(yè)人員對船舶操縱性的要求與日俱增。舵效控制船舶的能力始終是備受關注的問題之一,相關的研發(fā)工作也從未間歇。先令舵(SchillingRudder)作為一種新型舵,已逐漸運用到實際生產(chǎn)運營中,特別常見于大型油輪等肥大型船,以及大型集裝箱船等船型上。因其良好的水動力特性,而得到普遍認同,也為其進一步推廣奠定了堅實基礎。利用其自力靠泊的理論,多是依靠實船試驗獲得,而理論上的定性定量研究則相對較

2、少,因此研究先令舵的舵效問題,對實際操作具有重大現(xiàn)實意義。
　　 文章通過分離建模思想,以船體、螺旋槳、首側推、舵等部分的單獨性能為基礎,分別建立獨立模型,而且加入各部分的相互干涉要素。同時,對普通舵與先令舵的水動力表達式進行比較,先后應用到船舶仿真模型中。在結合前人的研究成果的基礎上,充分考慮船舶港內(nèi)操縱常見的淺水、低速、大漂角等特點,建立一個相對合理、完整的船舶靠離泊操縱的低速域運動數(shù)學模型。模型中涉及到貴島模型和芳村模型,

3、在漂角大于30°時采用芳村模型,而漂角小于20°時采用貴島模型,漂角介于二者間則將兩個模型進行內(nèi)插。而在考慮到淺水影響的過程中,則采用芳村的模型。
　　 利用MATLAB數(shù)學工具語言,開發(fā)了仿真平臺,通過四階龍格一庫塔法,對所建立的船舶操縱運動方程的數(shù)學模型進行解算,并采用MATLAB中的Simulink工具箱,對船舶在港內(nèi)操縱、特別是靠離泊操縱進行模擬仿真。在確保實船的試驗結果己驗證本模型正確性的基礎上,對裝配有先令舵的模擬船