解析法分析旋回对避碰的影响

此文通过解析不建立船舶运动方程，提出船舶碰撞可能性判断方程，解算例题，分析船舶旋回对避碰效果的影响，其结论须引起航海人员注意。     

生产驳船多点系泊定位系统动态响应

导出了多点系泊系统的船舶运动方程,在船舶运动方程中计入了非线性恢复力。缆索分段的三维动态方程中采用了凝集参数模型与平均切向量非线性流体动力载荷处理技术,对某生产驳船系泊问题进行了计算,对受有风、浪、流环境力的系泊船运动方程进行了数值求解,得到了随时间变化的船舶运动和系泊索动态张力,考查了缆索动力学对船舶运动和链张力的影响,并与以前未计入缆索动力影响的准静态结果进行了比较。     

负序继电器在船舶上的应用与分析

将负序继电器用在船舶上,以防止接岸电时,相序接错和单相运行是非常有效的一种方法。本文剖析其的主要构成及其实质负序电压过滤器,绘出了船舶接岸电时的实用接线图,并通过矢量图对其负序原理、断相原理等进行了分析,列出了有关的分析方程,进一步证明了其在船舶上的继电保护原理。     

基于尖点突变的船舶横摇倾覆研究

针对船舶在规则波中非线性横摇导致的倾覆现象,提出了采用突变理论进行分析的方法.在建模过程中,将船舶非线性横摇方程恢复力矩取到七次项,阻尼力矩取至三次项以便于推导.经数学变换,将船舶非线性横摇方程转化为尖点突变模型的形式.由理论分析,得出了当船舶倾覆时,其自然横摇频率与三次、五次、七次恢复力系数满足一定的函数关系.在忽略七次恢复力系数影响的情况下,得出了船舶自然横摇频率与三次、五次恢复力矩的关系式,并绘出了相应的曲面图.     

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。     

风帆辅助推进船舶操纵可控区研究

加装风帆后的船舶在低速时的航行特性有别于无帆情形。为确保低速航行安全,基于MMG非线性运动方程,计算了有、无风帆情况下的船舶操纵可控区。运动方程中的船体水动力系数、舵模块参数等由经验公式得到,帆/船整体气动力系数由基于滑移网格方法的CFD手段获得。计算结果表明:不同帆攻角下的船舶自由操控区不同,通过合理的帆/舵联合操纵,可以扩大风帆辅助推进船舶低速航行的可自由操控区,增强其在风中的抗风能力。     

两种响应型船舶运动模型的对比及适用性分析

船舶运动模型作为自动舵性能检测平台的基础与核心,对于自动舵的研发、调试及船舶运动控制算法的设计都有非常重要的意义。现有的航迹航向自动舵检测平台普遍使用简化的一阶线性KT方程。由于忽略船舶回转运动中的纵向速度变化以及首摇角与横向速度之间的耦合,在实际使用中具有一定的局限性。本文引用国际电工委员会制定的航迹自动舵标准(IEC62065)中提出的船舶运动模型,并对其进行仿真,将仿真结果与一阶线性KT方程的仿真结果进行对比分析,讨论一阶线性KT方程的适用范围。同时介绍改进的一阶非线性KT方程的形式并进行仿真试验,结果表明其与IEC62065中非线性模型相似度较好,且减少了计算量。     

船舶减摇陀螺装置理论探讨及仿真研究

建立了船舶-陀螺系统的运动方程,研究了船舶-陀螺系统的动态特性。针对某一型船,对船舶-陀螺系统进行仿真分析,分析表明配置于该船的减摇陀螺其减摇效果可达70%以上。     

航行中波浪水池的数值动力学研究

利用数值波浪水池进行船舶航行预报,是计算船舶水动力的重要方法。本文首先建立船舶水池的数值控制方程,然后利用网格划分对船舶周围的流场进行划分,最后利用Wigley-III船舶模型计算船舶在规则波中航行时受到纵向、垂向和纵摇力矩的系数,将其与势流理论(3D-BEM)和DUT计算方法相比较。     

两种响应型船舶运动模型的对比及适用性分析

船舶运动模型作为自动舵性能检测平台的基础与核心，对于自动舵的研发、调试及船舶运动控制算法的设计都有非常重要的意义。现有的航迹航向自动舵检测平台普遍使用简化的一阶线性KT方程。由于忽略船舶回转运动中的纵向速度变化以及首摇角与横向速度之间的耦合，在实际使用中具有一定的局限性。本文引用国际电工委员会制定的航迹自动舵标准（ IEC62065）中提出的船舶运动模型，并对其进行仿真，将仿真结果与一阶线性KT方程的仿真结果进行对比分析，讨论一阶线性KT方程的适用范围。同时介绍改进的一阶非线性KT方程的形式并进行仿真试验，结果表明其与 IEC62065中非线性模型相似度较好，且减少了计算量。     

基于虚拟现实技术的船舶运动仿真

虚拟现实技术是目前国内外最热门的仿真技术之一,由于其有着高效、安全和低成本等特点越来越受到各国的重视。介绍了在虚拟环境下的船舶运动仿真的可行性方法。首先用二维半切片法给出了船舶运动的方程,接着用3DMax软件建立船舶的模型,最后在OpenGL环境中建立场景进行船舶的运动仿真。仿真场景有着较好的感观效果,给人以真实性,同时系统有着较好的可控性。对船舶运动仿真的进一步研究有着重要的作用。     

基于约束理论的船舶分段制造管理

船舶生产中分段制造是其基础环节，本文通过将约束理论运用到到船舶分段制造管理中，分析分段制造链流程以及其中的瓶颈因素，并提出了分段制造环境下的场地缓冲器方程，并且将其运用到实际的船舶分段制造中，从堆放场地变化、制造场地变化两方面，定量分析各种瓶颈因素，及其对应的解决办法，提高约束理论在船舶实际生产管理中的可操作性。     

欠驱动船舶水面的非线性数学模型及跟踪控制

以欠驱动船舶水面的跟踪控制为研究对象,介绍船舶的数学模型和运动方程建模,以及船舶在水平面上3个自由度的运动方程,并且对船舶可能受到的风、浪、流等干扰进行分析。最后,提出一种自抗扰船舶航向控制方法,在该方法中,运用遗传算法对控制参数进行优化处理。实验结果表明,该自抗扰控制方法具有较高的抗干扰能力和较强的鲁棒性。     

基于约束理论的船舶分段制造管理

通过将约束理论运用到到船舶分段制造管理中,分析分段制造链流程以及其中的瓶颈因素,提出了分段制造环境下的场地缓冲器方程,并且将其运用到实际的船舶分段制造中,从堆放场地变化、制造场地变化两方面,定量分析各种瓶颈因素及其对应的解决办法,提高约束理论在船舶实际生产管理中的可操作性。     

船舶在波浪中的操纵运动预报

本文应用水平的随船坐标系,建立了船舶在波浪中的六自由度操纵运动方程。为了检验数学模型的正确性,进行了船舶在波浪中的操纵运动模型试验。应用上述数学模型,初步分析了波浪对船舶操纵性能的影响,以及船舶操纵对波浪中船舶运动性能的影响。     

船舶浅水航行下沉量和纵倾的数值计算

基于CFD方法对船舶浅水航行航态变化问题进行研究。通过同时求解RANS方程和刚体运动学方程对船舶浅水航行流场进行数值模拟,并根据浅水流场空间受限的特点,采用三种动网格相结合的方法,解决船舶在浅水中航行时航态变化的网格更新问题,在数值模拟中还考虑了螺旋桨旋转的影响。文中以S60船模(Cb=0.6)为对象,计算了其浅水航行的下沉量和纵倾值,计算结果与船模水池试验数据对比,吻合良好。     

引航中失控船舶的应急拖带

正0引言随着航运业的不断发展,营运船舶的数量与日俱增,由于各艘到港船舶的船况各不相同,在引航员引航时经常发生被引船舶失控的情况,须采取应急拖带的方式进行抢险。1受力分析建立船舶运动坐标系(见图1)[1],根据船舶操纵运动方程可知,失控船舶在拖船拖带时的运动方程为     

船舶腐蚀电场数学建模分析

根据船舶腐蚀相关静电场的产生机理及稳流电场理论,建立以控制方程为拉普拉斯方程,以极化曲线作为边界条件的船舶电位数学模型。在此基础上,将船舶腐蚀电解偶的钢铁和铜制螺旋桨两极简化为平板模型,利用有限元法,建立了仿真分析模型,并进行了仿真计算,获得了简化模型的电场和电流密度分布。     

船舶数控机床关键运动结构稳定性分析

不能去除大幅摇晃带来的计算误差是造成传统船舶运动结构稳定性分析准确性有限的主要原因。为解决上述问题,设计一个新型船舶数控机床关键运动结构稳定性分析方程。通过可拓区间确定、评估因子确定2个步骤,完成船舶数控机床的运动可靠性评估。在此基础上,通过运动恢复力矩确定、非线性运动阻尼力矩确定2个步骤,完成新型方程的建立,实现船舶数控机床关键运动结构的稳定性分析。分析对比实验数据可知,应用新型方程后,大幅摇晃在横、纵2个方向上,对船舶数控机床关键运动结构稳定性分析结果准确性的影响程度大幅降低。     

内河航道船舶航行操纵平面二维数值模拟初步研究

船舶航行操纵数学模型包括水流数学模型和船舶航行数学模型,其中水流数学模型是船舶航行模拟的基础。基于船舶航行操纵数学模型的基本原理,研究开发了船舶航行操纵平面二维数学模型,其中水流数学模型采用贴体坐标系下的平面二维水流数学模型,采用有限体积法对水流基本控制方程进行了离散,在求解过程中采用了欠松弛技术和逐线迭代法,船舶航行数学模型采用比较流行的"组合型"水动力模型,并采用有限差分法离散求解船舶运动方程。根据实船或船模在静水条件及均匀流条件下的航行试验资料,对所建立的船舶航行操纵数模进行了验证和参数率定,结果表明该船舶数模能够正确模拟船舶的航行操纵性能。