船舶回转运动仿真

针对船舶驾驶模拟器模拟的逼真度要求,研究船舶对操舵后的动态响应。建立了风、流共同作用下船舶操纵系统的动力学数学模型,该数学模型为动态响应线性型;利用已知的某船型的主机参数和船形尺寸参数,求出所需的相关量,建立船舶运动仿真模型并进行相关试验的仿真。模拟了船舶回转性的试验和风、流共同作用下对船舶操纵性能的影响试验,使船舶操作者进一步了解船舶回转性的特性以及风、流对于船舶航迹的影响。将该模型与船舶驾驶模拟器结合,用于驾驶模拟器模拟船舶操舵后的视觉仿真,使使用者感觉其操纵特性更加逼真。     

临淮岗复线船闸上游引航道船舶过闸仿真模拟试验

针对折线型引航道的新型布置方式可能存在船舶进出闸受限的问题，进行了上游引航道船舶过闸操纵仿真模拟试验。采用全任务大型船舶操纵模拟器，构建ECDIS及视景系统、建立船舶运动数学模型、模拟通航环境、建立拟建工程仿真试验模型、分析船舶操纵理论并计算。分析仿真模拟试验数据，从而验证过闸船舶的安全性和操作便利性，并对运营期船舶适航条件提出建议。试验结果表明：1）临淮岗复线船闸上游折线型引航道布置是合理的。2）将左侧警示分隔墩分布长度适当调整后可满足2 000吨级船舶过闸通航要求。3）运营期应关注气象条件，确保船舶安全通过。     

船舶在波浪中的机动操舵仿真

依据MMG方程建立船舶在波浪中四自由度操纵运动模型,根据该模型进行船舶在波浪中定常回转运动仿真,通过仿真得到的定常回转直径与经验估算值比较,证明此仿真方法的可靠性.并在此基础上实现船舶单次机动操舵和多次机动操舵运动状态的数值模拟,从而反映出船舶的操纵特性,为船舶的实际机动操舵运动提供参考.     

船舶模拟控制器中的六自由度仿真系统设计

船舶的研发与设计过程非常的浩大而复杂,为了提高船舶的研发效率,同时减少船舶制造过程的下水实验次数,船舶工业领域投入大量精力研制船舶模拟控制平台。通过模拟各种海况,在实验室模拟和仿真船舶在海洋中的姿态和运动,从而降低开发成本和周期。本文对船舶六自由度模拟控制器平台进行系统的运动学分析,并基于运动模型设计船舶模拟控制器的仿真系统,进行船舶横摇角度的仿真分析。     

深海工程船锚泊仿真系统研究

为了实现工程船定位和控位快速模拟仿真,本文以45000DWT海洋工程船为例,采用均匀设计试验方法,确定深海船舶工作不同的工况组合,基于Ansys-Aqwa软件对工程船深海锚泊动态响应进行仿真分析,对仿真结果进行回归处理,得到船舶位移和锚索张力与锚索长度、风浪流环境载荷变化的数学响应模型,再对位移数学响应模型进行求反函数处理,获取船舶控位调整锚索长度的方法,为深海锚泊软件仿真系统提供模型支撑。     

航海模拟器在港口工程设计中应用

此文简要介绍了航海操纵模拟器产品及功能,以及在工程设计和科研中的应用.主要针对船舶航行安全问题,利用航海操纵模拟器,虚拟仿真出船舶航行的外部环境,以及船舶模型本身的操纵特性,进行船舶航行安全的模拟,并对模拟结果、航行环境、船舶操纵性能等影响航行安全的因素进行记录、分析和评价.结论表明,利用航海模拟器进行航行安全评价模拟是安全、可行、合理的,减少了工程中的风险,节约了资金.     

深海工程船锚泊仿真系统

为实现工程船定位和控位快速模拟仿真,以45000载重吨海洋工程船为例,采用均匀设计试验方法,确定深海船舶工作的不同工况组合,基于Ansys-Aqwa软件对该船的深海锚泊动态响应进行仿真分析。对仿真结果进行回归分析处理,得到船舶位移和锚索张力与锚索长度和环境载荷(风、浪、流)之间的数学响应模型。对位移数学响应模型进行求反函数处理,获取船舶控位调整锚索长度的方法,为深海锚泊软件仿真系统提供模型支撑。     

江都散货泊位船舶操纵仿真模拟研究

拟建江都散货泊位工程水域附近流态复杂。为保证进出港船舶和靠、离泊作业船舶的安全,需要对拟建工程进行模拟仿真研究。根据实地拍摄视景图片和定位,制作出码头附近的三维视景库,利用当地实测地形资料和相关资料,制作出包括码头设计尺寸、航道的三维地形图和视景图及电子江图,运用水流模拟软件进行模拟和验证,建立了6自由度的设计船舶模型,根据不同风、流组合条件,进行了模拟航行和操纵试验,得到试验数据和模拟研究结论。本次模拟研究,首次使用专业水流模拟软件,结合大型船舶操纵模拟器进行试验,使结果更加具有参考价值和科学依据。     

船舶典型管路冲击动力响应和变形特性数值模拟方法及试验研究

根据船舶典型管路段按1∶10比例设计管路试验模型,冲击试验台上分别进行了不同管夹及支吊架的布置方式下的冲击试验,并对试验结果进行分析,给出典型管路系统冲击响应及变形特点,在此基础上采用时域法结合接触有限元建模技术,对试验模型管路在试验工况下的冲击响应、动态变形进行了数值模拟并与试验结果进行对比分析,结果表明:数值模拟结果的仿真精度较高同时可以很好的模拟管路系统的破坏形式和变形特点.     

一种内河顶推船队的引航控制模型

引航控制模型是考虑了人在控制闭环中作用的船舶自动引航模型,它不同于精确控制航迹或者航向的自动舵控制模型,重点在于量化和探索船舶驾引知识和经验.它是港口航道设计和安全评估经常采用的快时模拟的基础.基于模糊推理方法,结合系列内河船队操纵性实测数据与实际操船经验,设计出一种仿真智能的内河顶推船队引航控制模型,并以某顶推船队为原型,进行了仿真试验.结果表明:引航控制建模方法,包括隶属度函数和推理规则的确定能忠实地反映人员操舵控制过程.这种建模方法可为快时模拟论证等工作提供理论和技术支持.     

通航安全评估中船舶操纵模拟试验方法的应用

结合开展码头工程通航环境安全评估的专题研究工作,探讨船舶操纵模拟试验方法在码头工程通航环境安全评估中的应用,该方法主要包括通过船舶操纵模拟器的模拟试验获取的模拟船舶运动参数和运动轨迹,应用航迹带宽度、潜在操船水域、效用函数和靠泊操纵危险度等概念,对拟建码头工程所需的航道宽度、船舶回旋水域和靠泊操纵的安全性进行分析和评判。实际应用表明,该方法能客观、合理地分析与评估码头工程的通航安全,具有较好的应用价值。     

港口工程通航评估中船舶操纵模拟器的应用

基于沿海港口工程建设中通航安全评估应用的需求，对采用航海模拟器进行港口工程评估应用的可行性、科学性进行了探讨，提出了应用模拟器进行通航评估的方法、步骤和内容，并通过一个港口码头通航评估的实际个例研究表明其有效性。     

高桩码头施工对内河航道通航安全的影响

针对高桩码头施工对内河航道通航安全的影响问题,以江苏响水高桩码头工程为依托,结合工程所在水域的通航情况,分析探讨高桩码头在挖泥、打桩、预制构件吊装施工期间相应施工船舶占用水域情况。根据内河航道的船舶流量分析,提出相应的航道通航安全保证措施,确保内河航道在高桩码头施工期间航道的通畅与通航安全。     

超大型船舶旋回调头的实时动态仿真

为了进行船舶操纵方案论证，船舶通航安全评估，应用日本MMG分离建模方法，建立了大型船舶操纵运动的仿真模型。应用幂级数展开理论和三角级数回求方法，给出了电子海图中等量纬度的直接正反解算法和相关的坐标转换算法，给出了所需拖轮数量的实用估算方法，在此基础上，建立了单机版船舶操纵仿真平台并对大型船舶在出船坞旋回调头靠大连新船重工的舾装码头进行实时动态仿真。仿真的结果比较可靠，对船长，驾驶员具有重的参考价值，也为需方在进行决策时提供了科学的依据。     

三峡水库回水变动区廖家凼码头水域条件分析

廖家凼码头2个泊位,位于长江三峡水库回水变动区河段,且受码头上游附近苦竹背石梁突嘴的影响,码头水域条件复杂。通过分析码头工程河段的河床演变、码头前水域条件及码头工程对通航条件的影响,提出分时段限制码头泊位停靠船舶的安全措施。主要结论为:码头工程河段河势航槽稳定;枯水期每年11月至次年4月底,三峡水库维持较高水位运行,码头水域条件良好,码头泊位最多可停靠2排船舶;每年5—10月,码头工程河段处于天然河道,码头水域条件较差,码头泊位最多可停靠1排船舶;发生洪水时,码头上游附近苦竹背石梁突嘴以下约100 m范围内水势流态复杂,影响码头上游泊位船舶的停靠和出港航道安全,因此,汛期6—9月,码头上游泊位禁止停靠船舶。     

基于模糊层次分析法的天津港复式航道通航安全综合评价

通过构建天津港复式航道通航安全综合评价指标体系,建立复式航道通航安全评价模型,利用模糊层次分析法对天津港复式航道进行通航安全综合评价,为天津港港口营运与管理、海事监管与通航秩序维护提供理论支撑。     

高桩码头结构安全评价指标及其敏感性分析

针对高桩码头结构损伤引起的安全性评价问题,提出将宏观层面的横向位移、桩顶转角和微观层面的桩身应变作为高桩码头结构的安全性评价指标。基于工程实际建立了高桩码头结构的有限元分析模型,并与现场实测动力特性数据进行了对比验证;结合有限元模型和概率方法研究了高桩码头结构安全性能性能评估指标及其敏感性规律;得出宏观安全指标与桩的结构参数、强度参数以及土体参数有较大的相关性,微观安全指标只对桩的有效截面积及局部强度敏感。研究成果可为高桩码头结构损伤预警和状态评估提供依据。     

大水位差山区河流斜坡客运码头的梳式布置

大水位差山区河流中常规"一"字形布置的斜坡客运码头存在水域工程量较大、投资较高,对河道行洪和通航安全造成不利影响。提出一种由主斜坡道和副斜坡道组合的斜坡客运码头梳式布置,实现了大水位差山区河流中船舶的分级分段靠泊,解决了常规布置斜坡客运码头在高陡地形的狭窄河流中存在的一系列局限性问题。通过与常规斜坡客运码头进行对比分析,梳式布置对山区河流地形特征的适应性更强,能有效减小船舶靠泊作业时对水域的占用、降低施工难度、节省工程投资。     

高桩码头评估的干扰能量法及与常规方法的对比

针对高桩码头的检测评估工作中缺少合理有效的评估方法和评估指标的问题,对结合干扰能量法的高桩码头结构评估指标进行研究。采用变分原理和最小势能原理,结合高桩码头的结构特点,建立基于干扰能量法的高桩码头结构整体安全评价的指标体系,并与现行规范进行对比。结果表明,此方法在评估局部构件的同时,还可定量给出结构的整体安全系数,能够反映不同构件对于整体安全性的贡献。     

港工预应力叠合梁承载力评估

鉴于沿海港口工程预应力混凝土结构腐蚀破坏的严重性与特殊性,阐述其结构承载能力与安全性评估对于码头安全运营的必要性和迫切性,通过工程实例,介绍港工预应力混凝土结构承载能力计算与安全性评估的理论与方法,为类似预应力结构的承载力评估提供参考。