船舶稳性理论研究的方法及进展

分别对早期稳性理论、波浪中的稳性理论和随机风浪中的稳性理论作了简述,对船舶横摇运动进行了详细综述.最后指出了还需深入研究的几个问题.     

船舶稳性理论研究的方法及进展

分别对早期稳性理论、波浪中的稳性理论和随机风浪中的稳性理论作了简述，对船舶横摇运动进行了详细综述。最后指出了还需深入研究的几个问题。     

非线性模糊算法在船舶控制系统中的应用

受到海风、海浪等干扰作用力的影响,大型船舶的航向控制和稳定性控制难度较高,一直是船舶领域的研究重点。由于船舶的运动具有非线性、随机性的特点,传统的自动舵等控制技术难以满足控制精度和稳定性需求,本文介绍一种先进的算法—非线性模糊算法,基于该算法,开发了一种船舶的自动控制系统,并在Matlab软件平台中建立了船舶的运动模型和干扰作用力模型,并进行船舶运动控制精度的仿真实验。仿真实验表明,基于非线性模糊算法的船舶运动控制具有较高的精度。     

船舶装载与稳性监测系统研究

该文简要地介绍了用于中小型船舶在随机风浪中装载和动稳性参数预报与检测,实时反映船舶抵抗风浪及保障安全航行能力的船舶配载与稳性监测系统的构成及其相关仪器在液位测量,船舶动态参数测量,船舶配装等方面的应用。     

船舶横摇首摇耦合运动前向智能模型的仿真分析

大量的统计数据表明,船舶发生的各种事故原因中,最为常见的船舶受海上大风浪影响,产生剧烈的摇摆和振荡导致船舶受损甚至倾覆。因此,研究船舶的减摇成为迫切的需要。船舶在海面上航行时,主要受到的作用力形式包括海浪作用力及力矩、海风力及力矩和洋流扰动作用力,当船舶受到的摇荡载荷超过船舶所能承受的载荷强度时,就会导致船体结构损坏。此外,当船体产生大幅度的横摇时,可能导致船舶的航向控制失灵,引发事故。本文充分结合神经网络算法,设计一种船舶横摇首摇耦合运动的前向智能控制模型,并介绍该控制模型的原理。     

基于Matlab的船舶减摇水舱自动控制与仿真研究

稳定性是船舶航行质量的重要指标,远洋航行的船舶受到海风、海浪的影响,往往会发生横摇、振荡等运动。其中,横摇是指船舶在风浪作用力下产生的周期性摇摆运动,甚至会引起船舶发生倾覆等危险事故。因此,船舶工业领域投入了大量的物力、财力开发船舶的减摇装置,常见的减摇装置包括减摇鳍、减摇水舱等。减摇水舱依靠船舶横摇运动的能量使水舱内的水流动,产生的力矩可以有效地降低船舶横摇,具有结构简单、成本低、易于控制等优点,广泛应用于集装箱运输船、科学考察船等。本文针对船舶的减摇水舱,在仿真平台Matlab中研究了减摇水舱的自动控制系统,并进行了减摇水舱的结构优化设计和控制响应的仿真。本研究对改善船舶减摇水舱的自动化水平,提高结构强度有一定的指导意义。     

大型集装箱船风浪作用下的操纵性仿真

大型集装箱船在世界范围的货物运输中发挥着重要作用。近几年为了满足物流市场的需求,大型集装箱船的吨位、排水量不断提高,提高大型集装箱船在风浪载荷下的操纵特性愈发显得重要。本文使用MMG建模原理分析大型集装箱船的动力学特性和风浪干扰作用力特性,采用一种自抗扰技术的船舶自动操纵系统,提升大型集装箱船舶的操纵性能,有利于保障船舶的航运安全。     

国内航行海船风浪中稳性事故统计及第二代完整稳性衡准研究展望

<正>船舶稳性是保证船舶航行安全的根本技术指标之一。我国现行的国内航行海船技术法规提供的完整稳性衡准解决处于瘫船状态时的船舶稳性安全问题,是基于事故经验和高度简化力学模型的技术要求。但海事事故统计分析表明,船舶实际遭遇恶劣风浪条件后还可能出现包括参数横摇、纯稳性丧失和过度加速度（谐摇）等模式在内的波浪中动稳性失效风险。     

舭龙骨之装置

当4—7级大风浪时在新的蓄水库里航行的船舶,必须加高干舷以保持其强度和稳性。徒造船原理并经实际证实,提高稳性的船舶在大风浪里势必发生强烈的摇摆,使船员和乘客感觉不舒服,所以在设计客船时须力求避免这个影响。在实际上对缓和横向摇摆经过考验的最简单和最好的辨法之一,就是在船舶水下部份,装置特殊突出的龙骨。龙骨能防止船舶在摇摆时倾侧到过分大的角度,同时增加了船舶的摇摆周期。舭龙骨所装置的形式应考虑到到船舶运动时不使水的阻力增加,因此龙骨的方向须和水流的流线方向一致。同时为了不致有错误起见,最好的龙骨仅设计船舶舯部纵向处,其长度不大于船舶水线长度的30—35%。     

随机作用下船舶非线性动力系统路径积分分解

船舶航行时,其动力分布会受到水面波浪的作用,呈现不规则的变化。当船舶的运动速度与水面波浪的作用力为强烈的非线性形式时,船舶在运动时可能会处于非常不稳定的状态,从而给航行安全带来隐患。因此本文假设船舶在随机作用下的航行模型,通过模拟非线性情况下的船舶运动方程,设计一种较为合理的稳定性控制方式。仿真结果表明此方式的稳定性效果良好。     

主动式减摇水舱控制系统在船舶模型设计的应用

稳定性是船舶能否正常运行的重要指标,船舶在日常工作时受海风、海浪等干扰作用力的影响,往往会发生横摇、垂荡等不规则运动,如果产生的运动幅度过大,很可能导致船舶倾覆等危险事故。因此,业内研究人员一直将船舶的减摇视为重点研究方向。主动式减摇水舱利用控制系统产生力矩,并抵消船舶发生横摇等运动的力矩,使船体保持稳定,具有结构简单、成本低等优点,广泛应用于各类大型舰船上。本文针对船舶的模型试验过程,开发了一种主动式减摇水舱控制系统,并介绍该控制系统的硬件组成和功能,在Matlab中进行了减摇特性试验。     

船舶在波浪中的横摇运动及其稳性

本文在静水稳性概念基础上,根据船舶在波浪中的运动和横摇运动方程的分析,用多尺度法求解横摇运动响应,确定横摇响应的稳定性条件,探讨了规则波对 GZ 曲线、初稳性和最大横摇角等稳性要素的影响,并提出了衡量船舶在波浪中稳性的几点建议,最后给出一个实船算例。     

船舱设备振动原理及其激励方法的研究与分析

船舶在航行过程中,往往会受到多种不确定作用力的影响,这些作用力会通过船体传导到船身的多种仪器设备中,当这种作用力超过一定限度时,就会对船舶造成很大的危害。本文主要从船体的振动模式入手,建立简单的船体振动模型,通过数学的方法模拟船身受到的随机作用力,然后引入噪声源,对船身的稳定性进行综合仿真。在仿真时,采用不同的激励源,能够模拟出船舶在不同状态下的稳定性,得到船舶的谐振频率,从而为船舶设备的设计提供理论支持。     

风浪联合作用下翼型风帆助推船舶稳性分析

为实现碳达峰、碳中和目标,翼型风帆助推技术日益受到重视。海洋风能可借助风帆结构推船前进,达到节能减排目的,但同时也会产生作用于船体的横摇力矩。风、浪随机载荷联合作用,为风帆船舶在波浪中的动稳性预报提出了新挑战。为此,考虑了多组风谱、浪谱、风向和浪向,采用谱分析法和时域分析法研究了风浪联合作用下船舶动稳性。谱分析法未考虑系统的非线性,时域分析法考虑了横摇回复刚度的非线性。研究发现风谱对目标船舶动稳性影响很小,波浪谱影响较大;针对该文算例,横摇非线性不可忽略。研究结论可为风浪随机载荷联合作用下翼型风帆助推船舶动稳性研究提供理论参考。     

液货船稳性计算及校核方法研究

在现有船舶稳性计算方法的基础上,分析了各种船舶稳性计算的特点,包括船舶的浮态、静稳性、动稳性、初稳性、大倾角稳性和气象衡准。考虑到液货船舶的纵倾和自由液面对船舶浮性和船舶稳性的影响,探讨任意载况下自由液面对稳性曲线修正的计算方法,实现了液货船稳性曲线修正的实时计算。最后以一艘大型LNG船舶为例,对该船舶在港时的浮态、静稳性进行了计算,并与该船的装载手册进行了对比,验证了所述计算方法的精度和可行性。     

动态参数测量仪在船舶动稳性预报中的应用

采用动态参数测量仪对随机风浪中的船舶进行动稳性预报。研究表明：船上装备动态参数测量仪能实时预报航行船舶的动态稳性状态，提高船舶的安全航行能力。     

基于混合粒子群算法的船舶稳定性分析

随着我国船舶航运事业的兴起,对保持舰船航行的安全和稳定的要求越来越高。由于船舶航运事业面对的环境复杂多变,传统PID船舶稳定性能分析和控制方法难以对大型风浪引起的船舶摇晃运动系数进行有效分析,无法快速准确的对船舶随机横摇运动外扰力进行计算,不利于船舶航行安全。因此结合混合粒子群算法对船舶稳定性进行研究。首先对船舶航行过程中外扰动因素影响程度进行分析和计算,并设计了船舶稳定性检测和控制系统,从而达到提高船舶航行稳定性的设计目标。为验证该方法的有效性,对比传统PID船舶稳定性检测控制方法进行了仿真实验。实验结果表明,基于混合粒子群算法的船舶稳定性分析方法能够更好地对船舶航行安全、稳定性能和航行状态进行精准判断,保障船舶在复杂海洋环境中的稳定航行。     

半潜船风浪中航行安全性评估方法探析

半潜船在船体结构、船体形状和装卸方式上存在诸多特殊性,在风浪中航行的安全性尤其重要。本文分别从船舶在波浪中的稳性理论、大幅横摇运动计算、倾覆概率预报、安全性模糊评价四方面归纳、分析了半潜船航行安全性研究的方法,为进一步深入研究和制定半潜船稳性规范提供借鉴。     

舰船偏荡运动数学模型研究

大型船舶在海上锚泊的稳定性关乎船载货物和船舶工作人员的安全,舰船受到海浪、海风和洋流的作用会发生偏荡运动,使船舶发生走锚等现象,研究舰船的偏荡运动并改善舰船锚泊有重要的应用价值。本文建立了船舶锚泊运动数学模型,对船舶锚泊过程的受力进行详细分析,并基于Matlab软件完成了舰船偏荡运动的幅度仿真,有效提高了舰船锚泊的稳定性和安全性。     

动态参数测量仪在船舶动稳性预报中的应用

采用动态参数测量仪对随机风浪中的船舶进行动稳性预报.研究表明船上装备动态参数测量仪能实时预报航行船舶的动态稳性状态,提高船舶的安全航行能力.