超大型船舶的風中保向性仿真研究.pdf

1、船舶在海上航行，難以避免受到風、浪、流等外界環(huán)境的影響，受這些因素的影響，船舶可能產(chǎn)生六自由度的運動狀態(tài)。這些對船舶的安全航行都是不利的，其中首搖將改變船舶的航向，使其不能按預(yù)定航向航行，尤其是當船舶在航道或港內(nèi)受限水域航行時，由于船速、水域?qū)挾群退畹认拗?，船舶保持一定的航向至關(guān)重要。本文在參考國內(nèi)外研究資料的基礎(chǔ)上，利用日本的MMG建模思想，建立了超大型集裝箱船和礦石散貨船的運動數(shù)學(xué)模型，主要研究了超大型船舶利用舵力保向的性能，考慮

2、了船型、船速、風速、風舷角、載況及淺水對保向性的影響，并對運動數(shù)學(xué)進行了近似解算，得出保向舵角及保向界限的估算公式。
　　 貴島勝郎的水動力計算模型，考慮了集裝箱船、客滾船等現(xiàn)代船型的影響，故常速域下水動力采用貴島勝郎的計算模型。對超大型集裝箱船和礦石船的旋回運動進行仿真，仿真結(jié)果表明：文中建立的數(shù)學(xué)模型能夠較精確地描述常速情況下這兩種船型的運動狀況。
　　 超大型船舶失去舵效的船速較高，本文不考慮低速域下的船舶運動。但

3、在能維持舵效而船速較低時考慮了淺水的影響。通過對水動力導(dǎo)數(shù)的淺水修正，實現(xiàn)了船舶在淺水中的保向性能的仿真，仿真結(jié)果定量和定性地反映了淺水對保向性能的影響。
　　 船舶在無風中航行，突然受風后，船舶將發(fā)生轉(zhuǎn)首運動，為了保持原航向需要進行操舵抑制偏轉(zhuǎn)。為了便于仿真，本為采用簡單的PID控制器來作為命令舵角輸入，仿真結(jié)果表明達到了較好的控制效果。
　　 本課題的研究結(jié)果定量和定性地描述了超大型船舶在風中的保向性能，對船舶駕駛?cè)?/p>