消息报道

世界帆船发展史国际学术讨论会和帆船模型展览会将在上海举行经国家科委批准,世界帆船发展史国际学术讨论会和帆船模型展览会(简称帆船会议)将于1991年12月4日至6日在上海举行。这次活动由中国造船工程学会发起,中国造船工程学会船史研究会和上海市造船工程学会主办。大会主席是中国科学院学部委员、船史研究会名誉主席杨槱教授,组织委员会主席是船史研究会主任委员辛元欧高级工程师,大会还荣幸地聘请到了英国著名科技史学者李约瑟博士担任名     

无人帆船四自由度运动建模与试验分析

建立无人帆船的运动学模型是开展无人帆船操纵性和运动控制研究的基础。为简便快速地建模，在保证模型准确性的基础上，降低模型开发的难度，以“海鸥”号无人帆船为例，采用船舶操纵数学模型小组（MMG）分离建模方法建模，综合考虑风和浪环境扰动，根据经验公式和计算流体力学（CFD）方法进行参数计算。在此基础上，根据试验数据进行试验复现，以验证模型的准确性。结果表明，建立的无人帆船模型和提出的参数计算方法适用于“海鸥”号无人帆船，跟踪536 m长轨迹，航速误差为13.41%，横摇角误差在10%以内。建立的四自由度无人帆船模型能反映无人帆船实体的速度和位姿，可基本复现试验现象。     

基于自由自航数据的无人帆船动力学模型系统辨识

基于一艘无人帆船的自由自航实测数据，采用贝叶斯回归方法辨识得到帆船四自由度动力学模型，并通过静态速度预报算法获得该帆船的速度极曲线图。通过将系统辨识结果与约束模型水池试验结果进行对比，验证该系统辨识方法具有足够的准确性，是构建小型无人帆船动力学模型的一种合理方法。     

几角钱可制成的小帆船

“海鸥”号小帆船是一种木制的简易自航帆船模型。它具有取材方便,制作简单和能够在水中航行等特点。特别是通过对船帆的调整,可以逐渐懂得在什么样的风向条件下,使船模能保持直线航行的方法,为以后制作更复杂的帆船模型打下基础。这艘小帆船需要的材料比较简单,如果能自己找一些三层胶合板,     

基于模型预测控制的无人帆船轨迹跟踪方法

[目的]面向无人帆船在水面、水下跨域异构海洋机器人的协同作业场景,提出基于模型预测控制（MPC）的无人帆船轨迹跟踪方法。[方法]针对“海鸥”号无人帆船,建立其动力学模型及运动学模型,通过分析无人帆船动力学特点及执行器约束条件,构建MPC目标函数及系统约束条件,将无人帆船的轨迹跟踪问题转化为优化问题,并利用Matlab软件开展仿真实验验证。[结果]仿真结果表明,与“帆–舵”分离的PID轨迹跟踪控制方法相比,所提出的无人帆船“帆–舵”联合MPC控制方法更便于添加约束条件,其在风向变化的情况下能以更小的轨迹跟踪误差来更快地收敛于指定轨迹,且其可以实现逆风折线航行。[结论]研究成果可为无人帆船的帆、舵控制提供新的思路,提高其轨迹跟踪能力,进一步为无人帆船与AUV的高效协同作业提供技术保障。     

春天，帆赛狂欢季 扬帆中国海——第26届劳力士中国海帆船赛

春天，新一年的轮回由此开始。春风吹过码头，唤醒了帆船，尘封的主帆按耐不住想要到海上兜兜风的心，骚动的缆绳早就想挣脱缆桩为帆船松绑。     

城市名片的内涵

青岛机场前的喷泉池里，放着一个硕大的帆船模型。它在向往来人群昭示着：你已经进入了“帆船之都”。     

曹峰和他的三维船

“痛并快乐着”--起初的业余爱好到现在的帆船套材专业开发者，其中的辛苦也只有曹峰自己知道。喜欢帆船，已经有很多年了，2004年，他注册了航海模型制作港，结识了很多同好，通过网络，对于帆船和帆船模型的制作有了深入的了解，总算是入行了。     

基于模糊综合评价的帆船行驶最优路径规划方法

路径规划是帆船比赛取胜的重要环节。综合栅格法和模糊概念,提出了基于模糊综合评价的帆船行驶最优路径规划方法。该方法采用栅格法建立帆船航行的二维平面信息,以模糊逻辑为基础,结合帆船的运动信息建立帆船在运动平面上的二维隶属函数模型,并采用模糊综合评价思想,综合考虑行驶速度和接近目标2个因素建立综合评价函数,进行行驶方向决策。利用宽度优先搜索算法实现全局最优路径搜索。仿真结果证明,该路径规划方法能够取得较好的规划结果,对指导帆船运动员进行科学训练有很好的应用价值。     

帆船整体空气动力性能的数值模拟

针对帆船船体与帆翼之间存在空气动力性能相互影响的问题,基于雷诺平均方程和Standard k-ε湍流模型,对帆船的整体空气动力性能进行了数值模拟和分析。首先考虑帆翼在有/无船体两种情况下,计算得到不同攻角下的帆翼升力系数和阻力系数,以及不同相对风向角下的帆船整体推力系数和横向力系数,通过对比验证了帆翼和船体两者的气动力之间存在着较强的非线性干扰。同时建立帆船整体空气动力数据库,在不同相对风向下,根据帆船气动力随攻角的变化曲线,得到帆船整体的最大推力系数,最终生成不同相对风向角下的最佳操帆规则,为帆船驾驶人员实时调整帆角提供理论依据和数据参考。     

基于CFD的无人帆船襟翼帆空气动力研究

为推进无人帆船在海洋环境保护和资源勘测等方面的应用，为一款海上自动航行帆船设计了风帆结构，并进行气动性能分析。建立无襟翼帆、分离式襟翼帆和嵌入式襟翼帆3种翼帆模型，通过Fluent软件进行计算流体力学（CFD）计算分析，比较3种风帆的气动性能，分析变角度襟翼帆对风帆气动性能和对帆船推力提升理论的影响规律。结果表明，嵌入式襟翼帆对无人帆船风帆整体的气动性能具有提升的作用；随着襟翼帆偏转角的增大，风帆的升力系数和升阻比随之增大、帆船的推力系数明显增强，对帆船性能的提升具有较优的影响，促进无人帆船在推力提升方面的研究。     

小型帆船自适应自动舵

帆船由于其结构的特殊使其动态特性呈严重的非线性，航向很难控制。首先针对一种小型竞赛用的12m长美洲杯赛帆船，从其结构出发建立数学模型，并对该模型进行了开环仿真试验以验证其真实程度。然后利用MATLAB辨识工具在不同的外部条件下得到各具特色的不同模型，由此确认模型参数的巨大变化难以用一个近似于当前运行模式下的线性化模型设计控制器，因而设计了一个采用自适应LQR的自动舵以控制帆船尖不同外部条件下都能保持航向。最后在该模型上作了仿真，取得了较好的效果。     

复合材料帆船桅杆强度可靠性分析

针对帆船桅杆失效事件,基于船舶领域可靠度理论,对复合材料帆船桅杆的可靠度进行计算。建立复合材料帆船桅杆的有限元模型,对某一铺层方案进行强度校核。基于可靠性理论,采用JC法和Matlab软件对复合材料帆船桅杆的强度可靠性进行分析,最终得到复合材料桅杆的可靠性指标。该研究能避免传统强度校核采用的确定性方法不能保证结构每个位置在一定概率下都是安全的缺点,对复合材料桅杆的结构可靠性研究具有一定的参考价值。     

翼帆船模型

搞过航空模型的都知道,水平放置的机翼能产生垂直的升力。那么,垂直安装的机翼就能产生水平的拉力。翼帆船模型就是依照这一原理设计、行驶的。它是航空模型与航海模型的巧妙结合。比一般帆船模型容易掌握,性能足以和优秀的自航式帆船模型相抗衡。 因其同时具有飞机模型和舰船模型的一些特点,制作时翼帆与船体尽量分工完成。 一艘自航式翼帆模型通常由两大部分构成。下面分别予以介绍。 一、翼帆——安定面 整个翼帆——安定面象一架侧置的模型飞机。它是产生水平拉力的关键系统。 翼帆就是机翼。总长1.2m,翼弦0.21m,选用略加修改的“MVA-301”翼型,它的升阻比和强度都较大。     

无人帆船短途路径规划研究

针对无人帆船短途路径规划问题提出速度最优法,并与传统的A*算法进行对比研究。两种方法的模拟计算结果对比,证明了速度最优法在短途路径规划的合理性,在逆风工况和风场变化频繁条件下明显优于传统A*算法。进一步的帆船模型湖上试验结果验证了速度最优法的实时性,与自动循迹控制程序具有良好的匹配性,可以满足无人帆船的短途航行要求。     

一次别开生面的国际学术会议——世界帆船史国际学术讨论会暨帆船模型展览会侧记

世界帆船史国际学术讨论会暨帆船模型展览会于1991年12月4日到8日在上海举行。这是我国首次举办的国际性的帆船史会议。这次国际会议由中国造船工程学会发起中国造船工程学会船史研究会与上海市造船工程学会联合主办,南京郑和研究会协办,并得到中国船舶工业总公司、中国船舶工业总公司第七研究院,上海交通大学,交通部海运局、交通部上海船舶运输科学研究所、交通部上海港口机械厂、江南、沪东、中华造船厂以     

小型无人帆船Z形操纵性能预测分析

[目的]无人帆船的操纵性预测对实现智能循迹航行具有关键性的作用。为了研究舵角与船体运动之间的关系,实现对操纵性的准确预测,[方法]采用数值模拟方法,系统研究无人帆船船—舵斜航粘性流场模型及其水动力特性,在对船—舵系统的水动力特性进行仿真前,分别对船体、敞水舵的数值计算结果与理论方法予以初步验证;然后,在此基础上实现无人帆船船—舵斜航粘性流场的数值计算;最后,利用MMG分离建模方法建立帆船的操纵运动模型,采用四阶龙格—库塔方法对微分方程进行求解,通过模拟船舶Z字形航行来分析船舵对船体操纵性的影响。[结果]结果表明,应用CFD方法预报船体操纵性可行。[结论]船体的操纵性能可以适用于规定工况下无人帆船的安全航行。     

国内动态

正我国首部帆船检验指南意见稿通过专家评审11月24日中国船级社(CCS)上海规范所在上海组织召开的"帆船检验指南意见稿专家评审会"中提到,我国第一部专门针对帆船设计、建造的检验规范的编制工作进展顺利,目     

帆船安全监管问题分析——以青岛市为例

介绍青岛市帆船运动发展及帆船管理的现状,在明确帆船定义的基础上,对目前青岛市帆船管理中存在的问题进行分析,找出问题产生的原因,最后对青岛市帆船管理及帆船产业的发展提出对策建议,以期在保障海上交通安全的前提下,实现青岛市帆船产业的健康发展.     

中外航海模型仿真制作之比较——兼谈航海模型制作的真实性

第十六届世界航海模型仿真外观项目锦标赛于2012年9月22日至30日在克罗地亚的滨海城市里耶卡举行,来自世界各国的250多名选手展示了350多艘航海模型,参加7个大项目的比赛,有帆船、划桨船模型,舰船模型,船结构模型,袖珍船模型(1:250或以上