一艘装有回转导管工作船的模型操纵性试验

本文用模型试验方法讨论了装有回转导管工作船的操纵性。对装有回转导管及装有舵的船舶进行了比较试验,同时也对三种不同面积的平衡叶及三种尾呆木切割状态进行了模型试验。通过分折可以得出如下结论:1.装有回转导管的工作船的回转性能比装有舵时为好,倒航时尤为显著。2.变化装于回转导管后面的平衡叶面积,对船舶回转性能无显著影响。3.在相同舵角下,装有回转导管的船舶在稳定回转时的速降大于装有舵时的速降,但在同一无因次角速度下,两者速降一致。4.呆木割除后,船的相对回转直径显著减小,小舵角时更为明显,但航向稳定性随之变差。     

一种计算船舶定常回转半径的方法

根据船舶定常回转运动时舵的转船力矩和水的阻转矩相等,计算出船舶定常回转运动的回转角速度,估算出船舶定常回转运动的回转半径。根据估算结果得出,船舶定常回转运动的回转半径与船舶的舵角和吃水有关,跟航速无关。     

基于角速度和加速度校正的全回转推进器舵角控制策略

全回转推进器是实现船舶动力定位的核心设备,其舵角调整的响应速度成为影响船舶动力定位性能及定位精度的关键参数之一。文章通过对舵角控制系统的数学建模分析和动态特性评估,提出了一种基于角速度和加速度校正的舵角控制策略,并进行仿真实验,系统稳定,验证了该策略的可行性。     

大型船舶过运河压舵角计算

通过对12300t滚装船过运河压舵角计算,建立了大型船舶运河通航压舵角计算方法,给出了航道宽度和水深对船体水动力影响和岸吸力的计算表达.计算结果表明过运河压舵角取决于相对航道宽度W/B和相对水深H/d的综合作用,并与偏离航道中心线距离y/B直接有关.     

船舶下行过弯船位摆置方法数值计算

随着船舶大型化发展,越来越多的海船进出内河航道,然而我国内河弯曲航道宽度有限,加上受弯曲航道扫弯水的影响,大型船舶在内河弯曲航道航行潜在一定风险。船位摆置决定了航行于航道中的船舶能否顺利过弯,在长期航行实践中,主要采用“挂高取矮”这一经典过弯航法。目前,国内外对船舶过弯时船位摆置的量化研究较少,驾引人员大多只凭借经验,并不能根据实际水流条件,准确判断船舶过弯时应摆置的船位。因此,基于“挂高取矮”航法,建立船舶过弯船位摆置数学模型,通过Matlab分别对过弯船舶横移量和航迹带宽度与偏航角和横流的关系进行数值计算,量化研究船舶船位摆置方法。结合尹公洲弯曲航道,利用船舶操纵模拟器进行仿真模拟,仿真结果与数值计算结果基本一致,表明数值计算结论可信,且具有一定工程应用价值。     

转向率指示器在狭水道船舶操纵中的应用

文章介绍了转向率指示器的主要技术性能,并从质点运动学的角度探讨了船舶作曲线运动时,回转角速度,对地速度与曲率半径之间的相互关系,并以此探讨转向率指示器在狭水道弯道大幅度转向的船舶操纵中所起的作用。     

弯曲航道取水口处船舶航行安全风险分析

本文在研究船舶通过弯曲航道运动规律基础上,根据取水口对船舶航行的影响特点,建立船舶通过取水工程弯曲航道取水口前方水域安全横距计算模型。为取水口前方主航道中过往船舶安全通过弯曲航道中取水口所导致的横流区域,与取水口保持一定的安全横据提供一定的依据。     

水面船舶操纵性敏感性分析

以两种水面船舶为研究对象,采用三自由度的常系数船舶操纵运动方程为数学模型,通过计算机仿真来考察水动力系数、舵的整流系数以及螺旋桨伴流系数对船舶操纵性的影响。结果用敏感性指数表示,仿真Z形操舵试验和船舶回转试验进行敏感性分析。分析表明,在船舶回转试验中,对船舶操纵性的回转性能影响较大的是线性水动力系数及舵整流系数;在Z形操舵试验中,线性水动力系数、舵整流系数、螺旋桨伴流系数、非线性水动力系数Nr′|r|以及附加质量(附加惯性矩)my、JZZ对超越角影响较大,其它系数依船型不同对超越角影响不同。从数据对比上看,这两种船的系数对超越角的影响普遍大于对回转直径的影响。不同船型的系数对超越角的影响相差很大。     

北极航道航行船舶操纵性设计需求分析

随着全球变暖引起的海冰大面积消退,使得北极海上通航逐渐成为可能,而北极航道地形复杂、气候寒冷的特点对航行于该海域船舶的操纵性提出了不同的要求。分析北极航道水域特点和气候环境条件,提出浅水、狭航道、浮冰、气温、能见度和风等因素为开展该航区航行船舶操纵性设计所必须考虑的因素,而由这些因素引起的船舶航行速度的下降也是影响操纵性的因素之一。通过对上述因素的分析,建议在设计船舶时选取更大的舵面积系数,并留取一定的设计舵角余量,同时在设计阶段还应开展多个航速的操纵性计算预报。     

舵系统常见故障浅析

舵是由桨演变而来的。早期的船是用装在船尾的桨来控制航向的，后来将桨固定在船尾中线处，成为可转动的专用舵，用以改变和保持船舶航向。舵系统主要由舵叶、舵杆、舵机等部分组成，航行时，通过舵机转动舵叶，使水流在舵叶上产生横向作用力，为船舶提供回转力矩，从而使船舶保持航向或回转。     

回转角速度指示器在船舶操纵中的应用

简要地陈述了船舶定常回转时其对地速度、回转半径和回转角速度之间的关系;介绍了回转角速度指示器在船舶航行过湾道及大幅度转向和其他航行及避让条件下的应用及预算相应回转角速度的方法,还采用了笔者本人参加“海河下游通航标准研究”时对实船航行和船舶数学模型的模拟航行数据所测定的回转数据与预算值进行了比较;同时对如何在实际中正确使用角速度指示器提出了一些应注意的事项和建议。     

基于bim的航道改造对船舶通航能力影响建模

针对当前采用的航道改造对船舶通航能力影响模型精确度不高,无法准确描述航道改造对船舶通航能力影响问题,提出一种基于bim的航道改造对船舶通航能力影响建模方法,通过计算航道弯曲半径,及船舶安全通过的最小弯曲半径,分析航道弯曲半径与船长关系,计算船舶能够顺利通过的弯曲航道宽度,通过分析交通事故数与航道曲率之间的关系,利用最小平方法确定交通事故数与航道曲率之间关系误差,从而建立航道曲率与相对事故量模型。在此基础上,建立航道水深和航道宽度的计算公式,计算了顺直河道单线航行和双线航行航道宽度,确定了顺直河道长宽比与船长的关系,并计算船舶安全通过弯曲河道所需最小航宽,并对其中参数进行计算,综合二者对船舶通航能力影响,建立航道改造对船舶通航能力影响建模。实验证明,所提方法能够准确描述弯曲河流和航道尺寸与船舶通航能力之间关系。     

船舶舵机水动力矩模拟加载装置的研究

在实验室条件下研究舵机液压系统模拟加载水动力矩的装置.当船舶航行时,该负载作用在舵叶上,且大小和方向随着舵角的变化而变化.加载是通过比例溢流阀实时控制加载油缸的回油背压的方法实现的.     

船舶操纵回转特性的多目标优化设计应用

定常回转直径作为衡量船舶操纵性的一个指标受到人们的普遍重视。为提高船舶的回转性能,基于船舶四自由度的操纵性方程,分析船舶回转直径和回转横倾,讨论影响回转性能的舵型因素,并将其作为优化设计变量,利用Isight优化设计平台,采用遗传算法进行舵型参数的优化设计。通过选取某高速船作为优化对象,利用该方法进行舵型优化后,回转直径及回转横倾都减小。表明借助Isight的优化功能可以实现船舶操纵性能的优化。     

基于岭回归方法的船舶操纵运动建模

基于自航模试验的系统辨识方法是一种有效的船舶操纵运动建模方法.通过对舵角和转艏角速度试验数据的分析,用岭回归方法确定了船舶操纵运动数学模型中的模型参数,进行了操纵运动预报仿真并同自航模试验数据对比,数值仿真结果验证了方法的有效性.     

钦州港大榄坪港区20万吨级集装箱船靠离泊风险评估

为满足钦州港未来20万吨级集装箱船进出港及靠离泊作业安全性和可靠性要求,依托大榄坪港区东航道及9#泊位建立船舶操纵数学模型。通过模型计算反演船舶进出港以及靠离泊的有效航迹,为航道及回旋水域安全通航提供建议。结果表明：东航道现有10万吨级双向通航航道可满足未来20万吨级集装箱船在6级风况下单向通航的需求,航道水深需进一步疏浚至-16.3 m,船舶可以乘潮进出港;进港时,南段转三墩段的建议航速为9 kn,参考舵角15°;三墩段转大榄坪段,建议航速为7 kn,参考舵角20°。在靠岸风和涨潮流共同作用下,船舶回旋的航迹幅度较大,水域沿水流方向尺度需由原先的790 m扩展为1 200 m。     

三体船操纵与横摇耦合运动试验与分析

通过对三体船模的回转试验,测得不同转速和舵角下的回转直径,并得到回转过程中一系列横摇角变化曲线.在此基础上,建立船舶操纵和横摇运动模式系统辨识的数学模型,从系统辨识原理出发,确定目标函数.编写了一套基于Visual Basic 6.0的遗传算法系统辨识程序,该程序可通过限定约束条件对水面三体船模操纵和横摇的试验数据进行辨识.最后对结果进行分析,验证该方法的可行性.     

CFD数值模拟船舶在波浪中的回转操纵运动

[目的]船舶回转操纵运动能够反映出船舶的回转特性,与船舶的航行安全密切相关。[方法]为此,采用基于重叠网格技术的CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,对标准船模ONRT在波浪中自由回转操纵运动进行直接数值模拟。运用动态重叠网格技术求解船、桨、舵系统复杂运动,计算中,螺旋桨转速对应于静水中的船模自航点进行35°转舵,实现自由回转船舶操纵运动。通过全粘性流场的整体求解,给出波浪中自由回转操纵运动中船舶六自由度运动、螺旋桨和舵的水动力载荷变化,以及波浪中船舶的回转圈特征参数,并与同试验结果进行对比。通过数值计算得到精细的流场信息,分析波浪对船舶自由回转操纵运动的影响。[结果]数值预报得到的船舶运动轨迹、回转圈参数与试验值吻合较好,证明naoe-FOAM-SJTU求解器对于波浪中船—桨—舵相互作用下的船舶自由回转操纵运动数值预报的适用性和可靠性。[结论]船舶回转操纵运动的数值模拟,可为回转性能的评估提供有效的前期评估手段。     

不对称流动对航道中航行船舶的影响

本文利用能够处理不对称自由面流动的改进的Dawson's方法来研究当船偏离航道航行时航道岸壁及水深对船舶所受的水动力的影响.计算结果与模型试验进行了比较,结果表明当航道水深不是很浅时,本文提出的方法和计算程序可以给出比较满意的结果,同时还可以发现当船舶偏离中心航道航行时,船两侧湿表面压力以及水面变化也是不对称的,水深以及岸边距离都能影响船体所受水动力及船波.     

内河弯曲航道船舶碰撞事故原因及对策

为有效减少弯曲航道船舶碰撞事故的发生,总结弯曲航道的特性,结合典型案例分析得出弯曲航道船舶碰撞事故的原因。针对事故原因提出减少弯曲航道船舶碰撞事故的对策:船舶在弯曲航道能见度较低时航行,驾驶员应加强瞭望,谨慎驾驶,正确使用灯光和声号;船舶之间要保持联系;根据水流合理设计航路;加强船员的安全意识,严格遵守船舶交通法规;提高船员的驾驶技术和心理素质;及时播报弯曲航道水流、能见度等信息。