船舶航行速度估计的数学模型研究

为解决因船舶航速过度灵活转换而造成的海洋航行事故,提出船舶航行速度估计的数学模型。以直航运动稳定性作为分析前提,建立必要的操纵辨识条件,从而实现船舶航速操纵参数的辨识处理。在此基础上,按照船体的实时受力情况,获取与直向航行相关的物理参数,再按照测速校正原理,完成船舶航行速度估计的数学模型研究。模拟应用实验结果表明,FPS(顺逆转换系数)、SPS(逆顺转换系数)均出现明显下降,船舶航速转换灵活性得到适度抑制,大幅降低海洋航行事故的发生几率。     

利用人造气泡降低船舶航行阻力

本文分析了前苏联人造气泡降阻技术。     

通航隧洞船舶航行阻力试验研究

为进一步了解船舶在通航隧洞中航行阻力的变化规律,针对大型船舶提出航行阻力估算公式,建立物理模型开展船模试验对公式进行验证与分析。结果表明：阻力实测值与公式拟合程度较高,验证效果良好;隧洞水域横截面积的变化对航行阻力扰动更大,航行阻力对隧洞水域横截面积的敏感性高于航速;航行阻力与航速的二次方成正比,随着通航断面系数的增大而减小。     

风浪流对船舶航行阻力影响研究

通过缩尺度船舶物理模型和数字水池实验确定船舶的基本行阻参数,运用船舶运营大数据验证和校验其参数,构建起风流浪对船舶航行阻力影响的数值模型,在线预报船舶运动响应特性,为气象导航中的船舶因子选取提供数值依据.     

内河船舶航行阻力计算方法讨论

通过分析计算实船和船模试验实测资料 ,对山区河流和丘陵河流船舶航行阻力计算方法的区别以及船队航行阻力的计算方法进行了探讨 ,并提出了相应的计算公式     

多船舶同时航行中的调度数学模型设计与实现

在多船舶同时行进航道水上交通网络中,船舶拥堵容易导致水上安全事故,需要进行水上航道船舶航行调度。本文针对当前调度模型的吞吐量低,时滞较大的问题,提出一种基于船舶航行流量分簇预测的多船舶同时行进中的调度数学模型。构建多船舶同时行进的通行流量的信息感知模型,采用RFID标签识别技术进行船舶航行流量的数学统计,构建船舶进出港的交通态势预测多元状态方程,以历史测量信息作为先验统计量对方程进行优化求解,实现船舶航行流量分簇预测,以此为信息统计量进行交通调度。仿真结果表明,采用该模型进行多船舶同时行进调度,能提高单位时间内的航道通行量,且对航道船舶流量的预测精度较高,调度的时间开销较小。     

水流阻力对浅水狭航道船舶航行速度的影响分析

水流阻力会对船舶航行造成一定阻碍,在浅水狭航道内,水流阻力影响变得格外显著,为此提出水流阻力对浅水狭航道船舶航行速度的影响研究。在静止水域中,通过质点化分析方法,研究水流对船舶流向行驶以及渡河行驶的影响;流动水域中,使用力学分析框架,研究逆向行驶以及同向行驶水流阻力变化,通过力学坐标系,探究渡河过程中水流阻力的变化对船体造成的影响。试验结果表明,分析结果明确有效,并且分析结果的多样性为浅水狭航道船舶航行提供理论支撑。     

航道条件对船舶航行可靠性的影响

运用可靠性理论及回归分析来研究航道条件对船舶航行可靠性的影响,并建立其航道条件诸因素影响的可靠性模型,以提供驾驶员对航道条件影响船舶运行的直观认识,并为驾驶自动化提供数理模型。     

浅水航行船舶限速的探讨

本文根据船舶在浅水区航行时的限制航速的原则，建立了限速数学模型，它为驾驶员在浅水区航行时提供了参考依据，也为自动化提供了数学模型。     

冰区航行船舶冰阻力数值研究进展

冰阻力是影响船舶在冰区航行性能的关键因素。当前主要的冰阻力研究方法有经验公式法、模型/实船试验法和数值模拟方法。数值模拟方式能够对船舶破冰的全过程进行快速模拟,且模拟成本低,参数易于控制 、结果较为准确,是一种比较适宜的冰阻力预报方法。随着计算技术的进步,各种数值模拟方法层出不穷,其中包括基于网格单元的有限元模型,基于无网格方法的离散元模型、SPH法、近场动力学模型等;近年来,网格模型与无网格模型的耦合方法也逐渐发展起来。文章简要梳理了冰区航行船舶冰阻力数值研究的进展,并基于研究现状提出尚需进一步解决的问题,意在为进一步提高冰阻力数值模拟精度提供参考。     

基于CFD的双体船航行阻力研究

为研究双体船结构航行阻力,首先建立其几何模型,并将其简化为一二维流场,将流体力学理论与湍流能量耗散方程相耦合,对船身航行阻力进行流体动力学计算,得到其航行阻力特性参数。计算结果表明:本文采用的方法收敛速度较快,稳定性较好,能够有效计算船舶航行阻力,可为船舶结构设计提供参考。     

基于最优化理论的船舶流量估计数学模型研究

对于港口和内河航运监管部门来说,准确的估计航道内船舶的流量是一项非常重要的工作,可以为港口的交通管理、航道的规划提供数据依据,提高航运交通的安全性。本文重点介绍了船舶流量估计模型的不同维度,建立了船舶流量特征的分析模型,最后结合最优理论和小波神经网络算法设计了船舶理论估计的最优模型,并对该流量估计模型进行了仿真。     

在船舶航行条件下西北太平洋台风路径预报的CLIPER模式

该文提出了在船舶航行条件下西北太平洋台风６—７２ｈ路径预报的ＣＬＩＰＥＲ模式，该模式立足船舶现有条件，依据４０年来西北太平洋历史台风气候规律的分析，开拓了有物理意义的预报因子，提高了预报精度，３年４５例台风的试报和１年多的实船试验表明，该方法具有较强的预报能力，其业务预报系统操作简便、直观，输入船舶获得的台风资料后，１分钟内可预报出台风未来６～７２ｈ所在经、纬度并绘出预报路径图。该方法适用于配有微机的远洋船舶、舰艇或岸上安监部门作台风路径预报及防御决策。     

船舶航行速度高精度控制的数学模型研究

现有模型无法适应不同荷载的航速需求,存在着控制精度低、控制时延长的缺陷。为此,提出船舶航行速度高精度控制的数学模型研究。分析船舶航行速度影响因素,构建船桨系统、柴油机以及附加阻力数学模型,以此为基础,基于PID技术设计航行速度控制器,制定船舶航行速度控制规则,通过执行控制规则,应用PID控制器实现了船舶航行速度的高精度控制。设置干扰环境,准备实验对象相关数据,进行船舶航行速度控制仿真实验。实验结果表明,与现有模型相比,本文构建模型航速控制精度较高,航速控制时延较短,表明构建模型航速控制效果更佳。