海浪与船舶安全

此文通过对海浪、船舶以及它们之间的关系的分析,从中找出海浪影响船舶安全的主要因素,以及在航海实践中利用海浪的主要操作方法,以保证船舶的安全。     

海洋环境数值预报资料对海上船舶航行安全性模式的探讨

主要分析海洋环境预报资料,如海浪和海上能见度等海洋环境因素对海上船舶航行安全性影响较大。特别在引入海浪和能见度安全分析因素(影响基数)的基础上,建立有效的海洋船舶航行安全指数(航行指数),并分析和讨论了船舶航行指数给海上船舶航行安全性预报带来的效益和应用前景,最后对海洋船舶航行安全指数在航海应用上进行总结。     

随机海浪中船舶安全概率的数值模拟

近年来国外发展起来的安全盆思想为衡准船舶动稳性特性开辟了一条新的途径,本文将安全盆的思想进行了延续和拓展。首先简要的介绍了求解微分方程的数值方法——谐加速度方法的基本思想与计算步骤,然后以一条渔船为例,引进ISSC双参数海浪谱,在构建船舶横摇运动微分方程时考虑了船速和遭遇浪向角的影响,应用谐加速度方法对船舶在随机海浪下的非线性横摇运动方程进行了数值求解,结合数理统计的知识,得到了随机海浪中4参数的船舶安全概率,分析了波高、波浪特征周期、遭遇浪向角、船速以及海浪随机相位角等因素对船舶安全概率的影响。     

海浪预报在港口合理化运营中的应用

长时间、长周期的涌浪,对大型船舶的系靠泊及作业会产生较大影响,可靠的波浪预报数据能够为大型船舶及港口的运营提供生产决策依据。本文基于先进的海浪预报数值模式及技术手段,针对董家口港区影响船舶安全生产作业的海浪进行精细、准确的预报、预警。通过对该港区数值模拟与海浪监测站实测有效波高进行对比,两者吻合较好,均方根误差满足业务化海浪预报要求,为保障船舶系泊安全,合理进行生产调度,提高码头装卸效率提供科学指导。     

船舶并靠中海浪模型算法的研究

首先从波能谱入手,在ITTC标准海浪谱的基础上,利用等能量划分法,构造船舶并靠中的海浪模型;然后分析在此海浪模型中并靠两船的相对运动情况,在研究中发现波浪会对船舶的横摇有影响。针对并靠船舶的横摇设计变阻尼波浪补偿器,对船舶的相对运动进行补偿,保证船舶在并靠过程中的安全。     

船舶在海浪下的运动模型分析与舰船运动模拟平台的设计

海上航行环境恶劣,海浪干扰使船舶的摇荡运动不断加剧,从而威胁船舶的航行安全。因此,研究船舶在海浪下的运动模型和设计船舶控制系统对提高船舶航行的稳定性及安全性具有极为重要的意义。本文将通过建模的方式模拟实际船舶,研究船舶对海浪的响应,并且基于此设计船舶的运动模拟平台。     

影响近海船舶航行安全的台风浪数值预报试验

台风引起的大风浪和涌浪对船舶航行、抗台和避风有着重要的影响,为航海者提供实时、准确的海浪场对船舶的航行安全和营运效率有着重要的现实意义。选用一个对我国近海船舶航行造成较大影响的9711号台风Winnie为研究对象,应用国际上先进的海浪预报模型WAVEWATCH -Ⅲ对Winnie的海浪场进行了后报,将预报的有效波高与TOPEX Poseidon卫星高度计资料作了详细的对比分析,结果表明,预报的有效波高与卫星高度计资料基本一致,达到了航海活动所需的精度,从而为近海船舶航行提供科学的参考依据。     

海浪模拟在船舶自行气象导航中的应用研究

本文主要研究海浪场的模拟在船舶自行导航中的应用,海浪模式选用美国NCEP最新开发的WAVEWATCH-Ⅲ海浪模式,为船舶自行导航提供有指导意义的有效波高和波向.     

船舶吊运机械臂海浪环境下的运动补偿控制与模拟

海洋工程领域的货物转运、吊装过程必须要考虑海浪对吊装过程的影响,主要是指海浪对船舶造成的各类摇摆、侧倾等运动,这些附加运动速度和加速度会降低货物吊运过程的稳定性,产生安全隐患。本文研究利用多自由度平台运动进行海浪影响的补偿,一方面分析船舶吊运过程的船体-机械臂运动特性,另一方面结合PID控制器进行运动补偿系统的设计,并搭建测试平台进行机械臂干扰环境下的鲁棒性测试。     

船舶运动基于参数法的海浪方向谱估计

船舶的运动控制受多种因素的影响,比如海浪的作用力大小、风力和海水温度等。而海浪的作用力大小对船舶的运动控制影响巨大,特别是在复杂环境中,精确的海浪作用力常常难以预测。本文针对船舶操纵过程中遇到的难题,采用先进的非线性控制算法建立了船舶的运动模型,然后通过参数控制法对海浪方向谱的实现原理进行了建模分析,建立了精确的波浪运动模型,最后采用Matlab软件,对此模型的时域响应性能进行仿真验证,从而获得良好的性能。     

高海情下的船舶横摇运动控制研究

远洋和深海区域的海上气象条件恶劣,常常伴随着大风大浪等恶劣天气,这种高海情下的船舶航行受海风、海浪等干扰作用力的影响,会产生大幅度的横摇、纵摇等运动形式,甚至导致船舶倾覆等重大事故,影响船舶的航行安全。针对船舶在高海情下的航行安全问题,本文通过建立船舶的运动模型以及干扰作用力模型,在此基础上设计一种基于预测控制理论的船舶横摇运动控制系统,取得了良好的控制效果。     

恶劣天气航线风险评估

为避免恶劣天气影响船舶航行安全,需要了解各条航线上天气与海洋状况给船舶带来的风险。本文通过船舶的抗风等级、在海浪中的谐摇与耐波性理论计算暴露在恶劣天气中的船舶的航行风险大小,选出最为安全的航线,为船舶在大风浪中航行方案的选择提供一个便于执行的技术标准与评估手段。     

基于毫米波雷达的海上风电机位平台运维船舶登靠安全判断方法

介绍了毫米波雷达海浪观测的原理,并得出了海浪基本要素的观测计算方法,同时根据海上风机适用船舶的情况,分析了海上风电机位平台运维船舶登靠的安全条件,通过文章提出的基于毫米波雷达的海上风电机位平台运维船舶登靠安全条件判断方法,结合中等时间尺度的海洋气象预报系统,可以为海上风电制定涉海工作计划提供有效的安全判据。     

津港地区水文气象介绍

水文气象对港口安全生产的影响是显著的,特别是大风、大雾、风暴潮、海浪、海流不仅影响生产,而且往往带来气象灾害。文中通过对天津港地区水文天气要素的介绍,为港口安全生产、船舶安全作业提供参考。     

基于计算机视觉的波浪光学测量技术研究

在船舶设计过程中,为了获取最佳的船舶水动力特性,提高船舶在海上的安全性,有必要研究船舶在海浪中的受力、形变等问题。通常,船舶下水前会在室内水槽中进行模拟试验,试验的参数包括海浪大小、海浪频率等。为了对海浪定性和定量的分析,波浪的光学测量技术近年来成为业内的研究热点。计算机视觉技术是一种新兴的技术,被大量应用于工业系统的测量中。本文主要研究了基于计算机视觉的波浪光学测量技术,并设计了波浪光学测量系统。     

不同航态下船舶运动规律仿真研究

主要根据波浪叠加理论,采用ITTC单参数标准海浪谱对随机海浪作用下船舶线性横摇、纵摇运动进行建模和仿真研究,探讨不同船型、各种航态(不同海况、不同航速、不同航向)下船舶横摇和纵摇运动规律,为进一步研究船舶的减摇预报与控制打下基础。     

基于波面随机性的船舶底部砰击压力计算方法研究

基于海浪波面的随机特性,研究船舶底部砰击压力的计算方法.分析纵向入水角对船底砰击压力量值的影响程度,建立二者之间的定量关系.在预报船舶砰击压力时引入随机海浪的波面条件,计及船舶运动和海浪波面倾角因素对砰击压力的影响.采用蒙特卡罗数值模拟法对砰击压力的统计规律进行研究,结果表明:计及纵向入水角的船底砰击压力计算方法.更加...     

计及随机海浪波面倾角影响的船底砰击压力概率分布

计及随机海浪波面倾角的影响,研究了船舶底部砰击压力的概率分布问题。在计算船底砰击压力时引入随机海浪的波面条件,根据海浪波面斜率和船波之间相对速度的统计特性导出砰击压力随机变量的概率密度函数。计算结果表明,计及随机海浪波面倾角影响的概率密度函数与试验结果更加一致。     

高噪声环境下舰船通信语音信号增强方法研究

在海洋中航行的船舶,由于海浪和机械噪声的干扰,会对船舶的通信导航造成很大的影响,本文主要研究了高噪声环境下的船舶语音通信方法,通过对通信语音信号的编码进行优化,可以有效提高语音信号的信噪比,从而可以显著增强船舶的通信能力,提高了航行安全性。     

一种具有鲁棒性的海浪干扰滤波器

海浪干扰对船舶的航向输出具有很大的影响,而运用海浪滤波器可以有效地消除海浪干扰,提高船舶的控制品质.本文系统地研究了H∞滤波技术及其在海浪干扰处理中的应用,设计出了具有较强鲁棒性的海浪干扰滤波器,并通过MATLAB软件中的仿真工具Simulink对该滤波器进行了仿真研究.通过分析仿真结果可知,H∞滤波器的滤波效果比较稳定,估计精度较高,能够有效地减小打舵的幅值和次数,达到节能的目的.总的来说,设计的H∞海浪滤波器能够有效地消除海浪干扰,并具有较强的鲁棒性.