随机波浪中船舶航行非线性横摇稳定性评估分析

在随机波浪中船舶航行容易产生随机扰动导致非线性横摇,为了提高船舶航行的稳定性,提出一种基于改进扩展卡尔曼滤波(EKF)的随机波浪中船舶航行非线性横摇稳定性控制方法。采用微惯性航姿调整方法进行随机波浪中船舶航行非线性横摇稳定性参量控制,根据航行姿态参量的准确估计,实现船舶横摇稳定性评估。仿真结果表明,采用该方法进行船舶航行非线性横摇控制的稳定性较好,航行姿态参量的准确跟踪能力较强,实现姿态角的实时调整,降低姿态调整误差,提高了船舶航行的安全性和稳健性。     

滚装船的波浪稳定性数学建模和稳定性分析

滚装船具有重心高、稳定性差等特点,在波浪中航行时,会因为外界环境的变化产生大幅度的横摇.这种非线性的横摇很容易使得船舶发生倾覆,这对船舶的安全性是非常大的隐患.对船舶横摇运行不能按照传统的线性方式进行处理,以牛顿力学和刚体力学作为基础,将阻尼力矩和恢复力矩考虑在内,建立了船舶在波浪中运行的非线性运动方程,并对船舶受到波...     

非线性动力学在波浪中的非线性横摇运动及运动稳定性研究

保证船舶在航行过程中的稳定、安全行驶,是研究船舶运动稳定性的一个重要课题。本文通过研究影响船舶在波浪中非线性横摇运动的影响因素,并通过Floquet理论分析船舶在波浪中运动的稳定性解得分叉、跳跃、混沌。最后通过实例来说明,船舶在非线性横摇过程中,突然的扰动有可能导致船舶倾覆。     

近水面波浪力作用下潜体的非线性运动响应

通过对潜体近水面航行波浪力作用下非线性运动响应进行建模和计算，揭示了由于二阶波浪力作用与低速时操纵面舵力之不足，潜体的定深控制可能难于实现，产生逐渐上浮与露出波面的非线性现象。     

浅析船舶在大风浪条件下如何安全航行

在海上,空气的运动产生风,海水的运动产生海流、潮汐、波浪等。水面船舶在海上航行时,其运动状态无时不受到这些气象、水文要素的影响。风、流都将会影响船舶的航行效率。因此,船舶操纵的安全性不但涉及船舶操纵性能,而且还要考虑各种航行环境的影响。对于在水面航行的船舶,由于船体水面以上暴漏在空气中,因而受到风压力的作用,从而改变了船舶在静水中的航行状态,进而影响船舶操纵的安全性。近年来,有很多海上事故证明风浪对船舶的安全航行起着关键的作用,有时甚至是决定性的作用,例如发生火灾时,船舶受风方向将对能否及时扑灭火灾或是能否彻底灭火起到关键性的作用,其次,船舶靠离泊时风向对如何操纵有重要的影响。要减少船舶在风浪中的航行困难,保证船舶的安全,应充分掌握风浪对船舶的影响规律,并在此基础上采取正确的操纵方法。本文讨论风浪对操纵性能的主要影响因素,并探讨船舶在风浪中的操纵方法。     

迎浪时基于非线性运动方程的船舶RANS数值模拟

迎浪航行是船舶运动是非线性运动,采用一类具有齐次解的二阶偏微分方程描述迎浪时船舶的非线性运动,构建船舶迎浪航行控制的非线性运动方程,在临界稳定条件下分析船舶非线性微分方程的齐次解,在非线性波动运动模式下,建立船舶非线性运动方程的局部寻优模型,采用最小二乘拟合方法进行迎浪航行的控制参量寻优,实现非线性运动方程的船舶RANS数值仿真模拟,根据RANS数值模拟结果实现船舶非线性运动优化控制。数值仿真分析表明,迎浪时船舶非线性运动方程具有稳定收敛的齐次解,能实现对船舶的超稳定性控制。     

船舶在随机波浪中的运动稳定性研究

我国航运非常发达,船舶航行的安全和稳定性是人们一直最为关注的问题。船舶航行的环境是随机非线性变化的,环境的随机性和非线性是研究船舶稳定性的两大难点。本文在传统的白噪声的基础上,将参数激励看成是有界噪声,研究船舶在横浪和纵浪情况下稳定性,仿真实验,结果表明,船舶在随机波浪中的稳定性可以通过改变航速和航行方向进行控制。     

水面舰船迎浪航行时大幅运动预报的切片算法

将预报船舶运动和波浪载荷的切片理论加以扩展，应用于有限深水中船舶迎浪航行时大幅纵向运动和波浪载荷的时域求解。预报结果体现出考虑了湿表面及化后引起的船舶运动和受力的非线性性质。本计算方法简便、实用，适用于船舶纵向大幅运动预报。     

迎浪时基于非线性运动方程的船舶RANS数值模拟

针对传统方法存在数值模拟效果差的问题,提出迎浪时基于非线性运动方程的船舶RANS数值模拟方法。根据非线性运动规则,结合船舶自身的稳定性能,计算航行控制边界稳定限值,利用二阶映射方法,描述一个微分方程映射解,构建非线性运动方程。采用消波方法消除船舶迎浪出口传递过来的波浪,保证非线性运动方程运用的稳定性。选取自适应最优解,对船舶RANS数值进行模拟,并进行迭代处理,获取归一化权重向量,由此获取RANS数值仿真结果。通过实验对比结果可知,该方法最高模拟效果可达90%,可实现对船舶超稳定性控制。     

利用改进遗传算法进行零航速减摇鳍控制器优化设计

船舶在复杂水面环境中航行时,由于波浪对船体的扰动,船舶在航行时会发生纵横方向上的摇荡等各种运动,由于横摇受到风浪的作用最为明显,对船舶的整体稳定性影响也是最大的。为了有效改善船员在舱室里的生活环境,需要减摇鳍对船舶的摇摆进行抵消,降低其不稳定性。本文对船舶的零航速减揺鳍工作原理进行叙述,并分析其控制模型,通过改进的遗传算法,优化减揺鳍的控制器参数,同时设计虚拟的海洋运行环境,对减摇鳍的控制效果进行仿真,使减揺效果达到最优。