船舶操纵运动仿真研究

为了利用船舶操纵模拟器进行航海教育培训,以及在船舶设计阶段预报船舶操纵性,建立四自由度船舶操纵运动数学模型以及作用于船体的作用力(矩)计算公式,运用unity开发工具,结合某型船舶数据方便快捷的编制船舶操纵运动三维数值仿真程序。通过船舶变速性能、旋回性能和Z形实验等较为完整的船舶操纵性能数值仿真试验,得到了试验数据,并和该船的实船试验数据以及相关文献的数据进行比对,吻合较好。仿真结果表明:本文的方法是可行的,计算结果是可信的。     

大型船舶操纵指数的最优选取仿真研究

为了提高大型船舶操纵控制性能,需要对大型船舶操纵指数进行最优化选取设计,提出基于自适应反馈融合和姿态参量跟踪识别的大型船舶操纵指数的最优选取模型。构建大型船舶操纵的动态方程,结合运动力学模型进行船舶操控的控制约束参量分析,建立大型船舶操纵的指数分析模型,采用姿态稳态校正方法进行操纵指数的反馈融合,实现姿态参量跟踪识别,完成操纵指数的最优选取。仿真结果表明,采用该方法进行大型船舶操纵指数选取的优化性较强,提高了船舶操纵控制能力,船舶的航行姿态得到有效控制,输出平稳性较好。     

船舶操纵模拟器操纵仿真数学模型

系统地论述了船舶操纵仿真数学模型。包括船舶操纵基本模型、水动力、螺旋桨推力及扭距、主机扭距、舵力及其力矩、风、浪、流、锚、缆、拖轮的作用力、浅水影响及侧壁效应,最后给出了主要仿真结果和主要结论     

船舶操纵模拟器动力装置系统仿真研究

为了解决船舶驾驶模拟器中快速实时反应船的运动状态的问题,利用Simulink建立目标船舶柴油机及舵桨的准稳态仿真模型。通过数据接口将该模型产生的模拟目标船的柴油机的实时运行数据存入中间数据库,与操纵模拟器数据库连通,对船舶驾驶模拟器中目标船舶的运动参数与动力参数及环境因素综合计算,将结果数据传入OSG虚拟现实环境,实时反应船舶在模拟海况环境下的运行状态。     

船舶操纵运动智能控制的实时仿真研究

本文以“mariner”型船为例,建立了外界干扰下的船舶操纵运动数学模型,并将模糊控制理论应用于船舶操纵运动自适应控制,如用该船型可以对船舶在各种风,流状态的运动性能进行仿真,同时选用不同的模糊控制参数建立相应的合理的模糊控制规则,可以实现船舶在风,海流条件下保持航向,航线以及改变航向,航线的模糊控制仿真。     

大区域船舶物流最优航线选取模型设计

针对传统的最优航线选取方法一直存在选取效果差、时间长的问题,提出大区域船舶物流最优航线选取模型。该方法先采用采用粗糙集理论计算权值,通过可信性理论构建大区域船舶物流航线选择期望值及规划模型,并采用上限和下限的方式约束物流配送信息素,计算大区域船舶物流航线配送概率,并以此为基础,通过船舶物流信息筛选,构建大区域船舶物流航线选取模型。实验结果比发现,采用改进最优航线选取模型时,其航线选取时间及航线长度均要优于传统方法,具有一定的优势。     

大型船闸施工安全风险评估指标体系研究

在综合分析国内外风险评估技术的基础上,结合船闸施工安全管理特点,通过现场调研、问卷调查、专家头脑风暴等工作过程,提出了船闸施工安全评估的一套指标体系和指标权重计算方法。然后针对富春江船闸的实际,采用研究提出的方法,对其施工期间总体风险、重大风险源进行了定性、定量评估,验证了研究成果的正确性和可操作性。     

内河船舶操纵数学模型中水流力的模拟及应用

内河水域通航水流条件复杂,尤其是在船闸引航道口门区,进出闸安全一直是人们关注的最重要的问题。文章建立的模型考虑了船舶在船长方向上不同的水流流速,提升了船舶操纵模拟的精度,并将其应用到了旗杆咀船闸改造工程中,利用数值模拟与仿真模拟相结合的方式研究了船闸上、下游引航道的通航建筑物的平面布置方案,提出了改善通航条件的方法及平面布置需要注意的事项。     

舰船货物运输物流最优路径选择研究

舰船货物运输物流最优路径可以降低企业的运输成本,因此对其进行研究具有十分重要的经济价值,为了获得最优的舰船货物运输物流路径,提出了组合算法的舰船货物运输物流最优路径选择方法。首先分析当前舰船货物运输物流最优路径选择研究的现状,找到难以找到舰船货物运输物流最优路径的原因,然后设计了舰船货物运输物流最优路径选择的数学模型,采用蚁群算法和粒子群算法的组合算法进行求解,搜索舰船货物运输物流最优路径,最后与单一的蚁群算法和粒子群算法进行舰船货物运输物流最优路径选择仿真实验。结果表明,组合算法的舰船货物运输物流最优路径选择结果不仅要明显优于单一的蚁群算法和粒子群算法,而且提高获得了最优舰船货物运输物流路径的成功率,选择效率也得到了明显的改善。     

基于模拟器的AHP-Fuzzy 综合评价在航道规划方案优选中的应用*

航道设计方案在优选过程中涉及到的因素很多,从通航安全角度对设计方案的优劣进行比选,应用大型船舶操纵模拟器结合层次分析法和模糊综合评判法建立了基于模拟器的AHP-Fuzzy综合评价模型,并将其应用到天津临港产业区航道规划设计方案优选中,研究表明该方法可为评价航道设计方案的优劣提供一种新途径。     

水面目标机动类型识别研究

舰艇机动是达成目标战术意图的重要手段,因此识别目标的战术机动类型是判断其作战意图的有效方法之一。在确定目标各种机动类型数值特征的基础上,给出了水面目标机动类型识别的算法。     

A study on flow field around full ship forms in maneuvering motion

To estimate the maneuvering ability of a ship, an accurate estimation of the hydrodynamic forces and moment acting on the ship's hull is indispensable. For the purpose of developing a numerical method of computing the viscous flow field around a hull and evaluating its validity, the hydrodynamic pressure on the hull and the velocity field were measured. Two full ship models with different hull forms in the aft part were used for the experiment. From the results of pressure measurements, the distribution of hydrodynamic lateral forces was obtained. The simulation method is a numerical solution of the Navier-Stokes equation based on a finitevolume method and applied to the maneuvering motion. The measured and computed results agree qualitatively well, and the method is a valuable tool for estimating the maneuvering ability of a ship. The typical characteristics of the flow field in the steady turning condition are revealed by the numerical simulation, and the mechanism of the relations between hull form, flow field, and hydrodynamic forces are clarified.Translation and combination of articles that appeared in the Journal of the Society of Naval Architects of Japan, vols. 176, 177, 179 (1994–1996): The original article won the SNAJ prize, which is awarded annually to the best papers selected from the SNAJ Journal, JMST, or other quality journals in the field of naval architecture and ocean engineering.This work was conducted as part of the joint SR221 project supported by JSRA (Shipbuilding Research Association of Japan). The authors express their sincere gratitude to the persons concerned, and especially to M. Kanai, S. Eguchi, S. Usami, K. Tatsumi, and T. Kawamura.     

基于BP神经网络的PID参数自整定的船舶操纵控制器研究

船舶操纵的模型参数具有非线性、慢时变特性。船舶操纵的传统控制方法的操纵性能不能令人满意。本文讨论一种应用BP神经网络实现PID参数自整定的控制方法。此法能根据船舶动态特性的变化，自动重新整定PID参数，从而改善了操纵性能和鲁棒性。     

船舶运输最优物流线路选取模型

为了提高对舰船货品运输中,最优物流路线的选取的准确性,提出一种新的船舶运输最优物流线路选取模型,分析舰船最优物流路线空间分布结构条件,采用网格分区方法进行舰船最优物流路线属性特征提取,结合最优物流路线的关联约束分析方法进行最优物流线路特征搜索,实现对舰船最优物流路线中关键路线的准确选取,提高路线查准和检索能力。测试结果表明,采用该方法进行舰船最优物流路线选取的查准能力较高,路线选取准确性较好,时间开销较短,实现高效的船舶最优物流路线选取。