全回转拖轮运动建模与视景仿真

在对船舶运动分析的基础上,采用MMG模型建立全回转拖轮四自由度的数学仿真模型,以及船体水动力、螺旋桨力、风干扰力、流干扰力数学模型,采用四阶龙格库塔法对运动方程求解得到船舶运动轨迹和航向,并用Matlab/Simulink对其进行仿真。建立全回转拖轮视景操纵平台,完成远程中心控制系统。实现全回转拖轮基本平台的搭建,对全回转拖轮动力系统进行分析,对全回转拖轮进出港操纵训练以及船舶性能检验具有一定的实际应用价值。     

船机桨稳定配合工况数学模型及仿真分析

船机桨的稳定配合关系直接决定船舶的运动效率和能量转换的优劣。本文建立包含螺旋桨推力、螺旋桨扭矩、船舶阻力、伴流系数、推力减额系数的船机桨稳定配合数学模型。以实船参数仿真分析了船舶航速、螺旋桨有效推力、船舶阻力、螺旋桨扭矩以及螺旋桨吸收功率的变化曲线,可为船的船机桨配合选择及航行操纵提供理论指导。     

冰区航行船舶推进轴系扭转振动研究

本文以低速柴油机船舶推进轴系为研究对象,在对4叶螺旋桨单片桨叶与冰块相互作用激励力矩时域曲线基础之上,得到螺旋桨与冰块作用的总激励力矩时域曲线和频域曲线；采用集总参数法和系统矩阵法分别构建轴系振动模型和振动方程,对未考虑冰载荷和考虑冰载荷激励力矩作用下进行了轴系振动理论计算；同时通过实船测试验证了未考虑冰载荷激励力矩作用时振动数学模型和理论分析方法的正确性,对降低船舶轴系振动和提高船舶安全性具有一定的理论指导意义。     

限制水域船体间水动干扰力计算

本文对多艘船舶在平行运动于限制航道中的船体间水动干扰力、力矩进行了理论计算。由细长体渐近展开匹配方法,建立了时间关系的积分方程式。采用离散化模型,沿各船体纵轴分布源(汇)点及旋涡点,并在船后尾流区分布旋涡点以计入“记忆效应”。本文根据离散化模型,计及奇点间的相互干扰作用,提出了纵向流体干扰力计算式及横向流体干扰力附加项。理论计算与拘束模试验符合良好。     

船机桨系统仿真实验数学模型的研究

以电力推进船舶为仿真对象,根据实际的螺旋桨参数,采用8阶Chebyshev多项式对四象限螺旋桨特性曲线拟合,将其表示为解析形式,建立船舶运动时螺旋桨进速比、有效推力、转矩、船舶阻力等子系统的数学模型,得出船速的计算公式,供船机桨系统数学分析和仿真研究使用。     

船舶在风、流环境下的操纵性数字模型

系统地论述船舶操纵仿真数学模型及计算机模拟,并以MMG操纵运动数学模型及相关的系列实验结果为基础,建立单(双)桨方形舵(流线型舵、单板舵)运输船舶的基本模型,以及在水动力、螺旋桨推力、舵力及其力矩、静水、风、流中的操纵运动模型,导出该模型的无因次化方程组,选择欧拉积分法,积分求解该方程组。利用VB程序模拟了船舶回转运动,其计算结果基本符合实际情况,最后对结果进行了分析。     

船舶六自由度操纵-摇荡耦合运动的数学建模与分析

在航行过程中,船舶操纵运动的同时也伴随着摇荡运动,单独考虑操纵运动或摇荡运动不能正确反映船舶的实际运动状态。针对这一问题,本文建立了六自由度的船舶操纵-摇荡耦合运动的数学模型。建立了2种船舶运动坐标系,并推导2种坐标系之间的转化关系。此外,在设计船舶运动仿真计算流程的基础上,利用MMG分离模型分别建立船体、螺旋桨、舵的动力学数学模型,将波浪中的操纵运动和摇荡运动结合起来。     

单点系泊下船舶的运动数学模型

随着海洋开发的深入,海上作业越来越多,研究单点系泊下船舶的运动模型并分析其运动规律,能有效控制环境干扰力对船舶运动的影响。本文通过建立单点系泊下船舶的运动数学模型,利用Maya建立船舶模型,以及利用Unity3D搭建虚拟环境来实现船舶的运动仿真。仿真结果验证了所设计控制器的有效性。     

船机桨匹配及数值仿真

对于一个确定船舶的船、机、桨系统,其主机特性曲线、螺旋桨有效推马力曲线和航速在不同的螺旋桨转速下具有特定的对应关系,根据其对应关系和船机桨运行参数、几何参数及其相关性能曲线,可以由任意两个已知数据求得另一个数据以及螺旋桨的推力、桨轴转矩和船舶航行状态。文中根据这个原理,可以实现船机桨之间的匹配。匹配过程中本文采用MMG操纵运动非线性数学模型,参考相关经验公式和数值算法求解运动微分方程,并考虑各种海况对船舶运动的影响,来模拟船舶实际操纵性运动。最后,在VisualC++平台上结合Fortran计算程序,实现船机桨系统的匹配仿真。     

海浪载荷干扰下舰船阻力特性数学建模分析

为了提高舰船纵向角速度计算准确性,缩短阻力特性分析时间,提出在海浪载荷干扰下,舰船阻力特性数学建模分析。建立舰船动力学方程,并对惯性和船体坐标系进行转换,在此基础上,计算稳定风波和规则波干扰力和力矩,构建舰船阻力特性数学模型,计算船舶航行波浪荷载,建立风载控制方程,计算流体惯性力和力矩,得到附加动量和动量矩各分量。实验结果表明,此次研究的海浪载荷干扰下舰船阻力特性数学模型的舰船纵向角速度计算准确性较高,能够有效缩短阻力特性分析时间。     

舰艇在海浪作用下的扰动仿真分析

实际海洋环境中舰艇受到多种因素的作用,对舰艇的操纵控制、船舶运动等方面产生了影响.本文基于非规则长峰波的数值仿真,提出舰艇在波浪影响下干扰力的计算方法.从频谱分析角度出发分析舰艇干扰力的主要影响因素,为仿真舰艇在海洋环境下运动提供思路.     

未知时变扰动和输入饱和下的智能船舶鲁棒非线性控制

复杂海况下环境多变并且船舶具有多耦合、强非线性的特点,针对智能船舶定位控制问题,考虑在未知时变扰动和输入饱和约束之下船舶的定位控制问题,结合非线性扰动观测器提出一种带辅助动态系统的鲁棒非线性控制算法。通过Lyapunov理论证明了所提出的非线性扰动观测器与控制器结合后闭环系统的稳定性和信号的一致最终有界性。利用非线性扰动观测器对环境中存在的海浪扰动进行有效的估计处理。最后,通过仿真验证了所提出的控制算法不仅能保证船舶期望的位置和艏向,而且提高了控制速度,具有较好的控制性能。     

对一起新造渔船机桨配合失调分析处理

某船厂新造一艘排水量400t的小型渔船,在试航中发现主机排气温度超标,工况恶化,只能降速运行。文章针对以上现象进行调查分析,最后确认机桨配合失调是引起柴油机工况恶化的主要原因。     

基于ADRC的船舶主机控制器设计与仿真研究

船舶主机速度控制系统由于具有典型的非线性和不确定性特性,并受到调速器执行能力的约束以及风、浪、流等的干扰,使得主机速度控制器的设计非常困难。该文给出了带有船舶主机速度控制非线性数学模型以及海浪扰动数学模型,对自抗扰控制(ADRC)原理进行了简要介绍;设计了船舶主机ADRC控制器。仿真结果表明:该控制器对于船舶主机的非线性、参数不确定性、环境不确定性以及控制对象的模型变化均有较强的鲁棒性;速度切换控制过程快速、平滑,油门调整小,可以实现高精度的速度控制。     

利用二维缓流扰动基本方程探讨渠道涌波影响因素

运用水流运动基本方程,探讨了发生涌波的小扰动椭圆型方程条件,推导了求解椭圆型方程的方法及流动过程的扰动要素,为研究渠系交叉建筑物进口段涌波提供了一定的理论依据。     

智能复合开关在航天地面供电设备中的应用分析

针对航天系统地面供电设备在供电瞬间出现的大量冲击性负荷对试验造成影响的问题,提出采用无功补偿的解决方案,结果表明：通过在供电设备上选用智能复合开关,能够避免供电电源在投或切的瞬间造成的设备损伤或数据失真。     

接地线对微机继电保护设备的抗扰度影响试验分析

为了提高电子设备电路系统工作的稳定性，同时泄放由静电感应在机箱上积累的电荷，避免电荷积累形成的高压导致设备内部放电而造成干扰，为设备和操作人员提供安全保障，接地是一项极其必要的措施。但在干扰情况下，接地线的接地效果及其对设备的影响到底怎样，还并未做过详细试验。针对与此，对微机继电保护设备采用不同接地线时所能承受的干扰电压进行试验，并总结分析，提出设计及工程人员实际工作中应注意的问题。     

单向和多向不规则波作用下港域波浪数值研究

采用MIKE-BW模型对TEMA港内波浪场进行数值模拟和验证,二者吻合良好。在此基础上对比分析单向和多向不规则波作用下港内波浪条件,以及随入射波向和谱峰周期的变化规律。结果表明:在以绕射为主的模型中,多向波扰动系数大于单向波,此时采用多向波更加安全合理,并且在模型计算中,不可忽视地形变化对港域波高分布的影响;在模型边界反射较强的模型中,单向波扰动系数可能大于多向波扰动系数,此时采用单向波会更加安全。     

变频器对船舶电网谐波干扰的对策

结合25 000 dwt、19 000 dwt化学品/油船设计项目,介绍了变频器对船舶电网谐波干扰的危害,以及减少谐波干扰所采取的对策和措施,取得十分有效的结果。     

山区河流航道整治施工对水生态环境的影响

山区河流航道整治一般采取筑坝、疏浚、炸礁、护岸等工程，在施工中不可避免对现状水生态环境造成扰动。以岷江下游航道整治一期工程为例，通过对代表性河段施工前后的水质、浮游生物、底栖动物、鱼类等种类和资源量开展现场监测，研究发现：施工前后水体化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、石油类、悬浮物的浓度有所升高，但均未超过相关标准限定值；藻类、水生维管束植物、浮游动物、底栖动物、鱼类等施工前后无明显减少。因此通过合理的时间、空间的施工避让，航道整治施工对山区河流水生态环境的影响较小。