浅狭航道中船舶操纵性能的预报仿真

利用深水平面MMG船舶操纵运动数学模型,通过浅水修正和岸壁效应近似建立了船舶在浅狭航道中操纵运动数学模型,针对M ariner船开展了浅狭航道中的操纵运动预报,探讨了直航状态下浅水及岸壁效应对船舶运动轨迹和航向的影响,仿真结果能够为船舶在浅狭航道中的操纵与控制提供参考。     

大型船舶浅水操纵特性

大型船舶在浅水中操纵水动力和附加质量急剧增大是引起回转能力下降的主因,该文就75 000吨级散货船为实例,预报其在各种水深吃水比H/d下操纵性能.文中介绍了操纵运动方程,船体、桨、舵水动力的计算表达,计算船的要素,计算工况及项目.计算结果表明,随H/d减小,相应工况下的无因次战术直径、纵距及初转期都增大,而超越角有所减小,因此该船舶随H/d减小,其回转能力下降,而纠向和保持航向能力有所改善.     

大型船舶在浅水域操纵性能的探讨

船舶在浅水中航行,会产生浅水效应,出现兴波增大、阻力增加、船速下降、船体下沉等现象,船舶操纵性能变差。为了减小浅水效应对船舶的影响,笔者就实际操纵中应注意的要点和相关的预防措施作了阐述。     

浅水域中船舶的操纵运动仿真研究

研究船舶在浅水中的操纵与控制是船舶航行安全的一项重要课题。根据势流理论,以某型船舶为仿真实体,进行仿真建模,通过对船体进行网格划分,基于不同船体网格模型进行浅水域的操纵性计算。研究结果反映出该型船舶在浅水域的操纵特性,为该型船舶在浅水域的操纵提供科学依据,同时对其它船型的操纵性研究具有一定的借鉴意义。     

西林舵——双尾船浅水低速航行的有效操纵装置

双尾船由于尾部片体较大的回转阻尼对回转性会产生不利影响，为提高双尾船的浅水低速回转性，对８０ｔ双尾机动驳采用了控制螺旋桨尾流具有侧推效应的西林舵；船模试验表明，采用该舵使浅水低速回转性有相当程度的提高，在７０°大舵角时该船模实现原地回转且横倾很小。     

基于人工神经网络的船舶操纵性能预报方法

本文以单桨肥大型船回转性能为例,探讨应用改进的ＢＰ神经网络建立船舶操纵性预报数学模型的方法。研究结果表明,只要选择适当的学习样本、网络结构和学习算法,该数学模型的预报精度在工程上可以接受。     

Roll-induced bifurcation in ship maneuvering under model uncertainty

In this paper, a mathematical model is developed for the maneuvering motion of a naval ship and bifurcations of its equilibrium are identified in roll-coupled motion. The subject ship is a high-speed surface combatant with twin-propeller twin-rudder system. Captive model tests are conducted for the ship using planar motion mechanism. Maneuvering coefficients are calculated by polynomial curve fitting of the test data. Uncertainty distribution in the coefficients is assumed same as that of the curve fitting errors. Uncertainty in the model coefficients is propagated to full-scale simulation results by the stochastic response surface method (SRSM). This method is computationally efficient as compared to standard Monte Carlo simulation technique. The SRSM uses polynomial chaos expansion of orthogonal to fit any probability distribution. Bifurcation analysis of the mathematical model is performed by varying the vertical center of gravity as the bifurcation parameter. Hopf bifurcation is identified. It is found that the bifurcations occur due to the coupling of roll motion with sway, yaw motion and rudder angle. In the presence of wind, roll angle response in bifurcation diagram is discussed.     

利用预报模型进行船舶定位控制研究

现代船舶工业中,普遍采用了先进的动力定位装置,能够在恶劣的海况下实现快速准确的船舶定位。但是随着航行环境的不确定性越来越高,许多的船舶定位控制器已经不能适应这种变化。本文结合预报模型对船舶的航行特性进行建模,然后结合BP神经网络对预测模型进行修正,提高了预测的准确度。文末还根据船舶动态定位的控制需求,对该预测模型中的重要参数进行综合校准,进一步改善了船舶的定位效果。     

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。     

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。     

数据挖掘在舰船电力负荷预测中的应用研究

首先描述基于数据挖掘的舰船电力负荷预测系统架构,然后按照此架构进行系统实现,并结合舰船电力负载预测的特点,利用遗传算法获取较好的搜索空间,这样可以避免BP神经网络算法陷入局部最优的情况。通过对比实验结果可知,本文所采用的遗传算法和BP神经网络相结合的优化算法预测能力强,拟合度高。     

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。     

不同装载状态下约束模试验的船舶操纵性研究

通过敏感性分析方法确定了使船舶操纵运动敏感的干扰系数.文中采用模型试验方法测量了船舶在满载、半载和压载等6种装载状态下船舶的干扰系数值,并分析了吃水和纵倾对干扰系数的影响.之后,作者利用测量的干扰系数,以MMG数学模型模拟计算了船舶在6个装载状态的操纵性能,结果表明吃水和纵倾变化对操纵性的影响较大,不同装载状态船舶的操纵性能的研究将为船舶安全航行提供重要依据.     

浅水湖泊平面二维水质模型研究

磷氮元素在水体中迁移对湖泊富营养化研究具有重要性。采用有限元伽辽金加权余量法建立了简单的二维水质模型,并计算了在风场作用下的苏州市澄湖丰水期和枯水期的氮磷的分布以及输移。计算中引入了可由实测资料率定的可为正负的综合衰减参数,综合考虑了氮磷元素的沉降速率和释放速率,这样减少了水质多参数难确定的困难。计算的结果表明,流态与实际情况吻合较好,氮磷元素的浓度计算值与实测值相差不大。     

水动力数值试验在船舶操控运动中的研究

船舶在水面航行时,为了强化控制系统的稳定性,需要对水动力与船体的作用方式进行研究,从而设计出能够适应不同环境的船舶操控系统。本文首先建立海洋水动力的数学模型,同时对船体的操控方式进行研究,建立先进的有限元分析模型,能够从不同的维度对船体的运动状态进行分析,通过对不同状态下的船体操控方式进行仿真,得到相关的船体运动响应曲线。     

基于船舶操纵模拟的某海港码头港内水域布置优化

针对自然水深不足且较为复杂的港内水域,仅仅依据规范条文提出的设计方案不能完全满足船舶港内作业的需要。文章结合某工程实例,应用船舶操纵模拟试验,研究了船舶港内作业对于港池水域的要求,根据试验结果对港池水域布置方案进行了优化。