基于AIS的风流压差自动预测方法研究

传统的估算海洋风流压差的估算方法都是人工方式,不仅效率低,而且只能估算本船处的风流压差,为此,研究一种基于船舶自动识别系统(AIS)的自动预测前方船舶风流压差的方法,实测数据验证该方法的可行性.     

浅谈风流和压差的求取

风流和压差受很多因素的影响，掌握风流和压差的变化量就能够更好地提高航迹推算的精度。文章分析了求取风流和压差的实际问题，给出了求取风压差变化量和流压差变化量的公式，进而得到风流和压差变化量的公式，并对风流和压差变化量的大小及求取进行了分析。     

钻井工程与船舶交通流安全距离及相互影响

钻井平台在海上进行勘探作业,不可避免地会与周边船舶存在航行区域冲突。本文首先结合船舶领域及风、流影响,建立了钻井平台与不同船长的最小安全距离模型;然后利用MATLAB软件进行编程,程序结果表明,随着船舶长度的增大,钻井平台与船舶的最小安全距离随之增大;随着风流压差角的增大,其最小安全距离先增大后减少,风流压差角在70°左右,最小安全距离达到最大。最后根据CFD1-8-1钻井平台与周边航道及锚地实际情况,结合最小安全距离模型,分析出钻井平台与周边交通流的相互影响风险,并提出了针对性的解决措施。     

风流影响下预估通过危险物的最小距离

船舶在岛礁区或狭水道内航行,为安全通过危险物标,应预估通过危险物标的最小距离。文章提出了考虑风流压差情况下预估此最小距离的方法,可依实际情况采用航迹向倍角法、四点法、特殊角法来快速估算最小距离。此方法无需海图作业,目测物标舷角即可,方便有效实用。     

基于实船试验的作业耙吸船对长江口深水航道通航影响

为研究长江口耙吸船疏通航道工作时对长江口深水航道通航情况的影响,开展实船试验工作。确保有效开展实船试验,分析耙吸作业船组在长江口的可航水域特征,根据风流压差角、横向漂移等影响因素,确定耙吸装驳作业船组和通航船舶交会宽度的控制原则。选取目标船型耙吸船"长江口01"、开底泥驳船"航驳7001"和"长江口驳2"为试验对象。为体现数据的真实性,航行数据采集以不预设操纵方案,不特别规定会遇距离和边坡利用方案,不干预驾驶人员实际操纵为前提,前后分别安装定位定向仪和船舶姿态仪。通过对收集的数据进行分析,得出耙吸船组作业期间的风流压差角、瞬时航速、瞬时航迹带宽、横向漂移倍数和作业时航道剩余宽度的结论。该研究为耙吸作业时对其他船舶的航行影响分析提供有效的参考数据。     

一种基于多目标约束下的UUV航迹规划算法

针对无人水下航行器多约束条件下最优航迹快速规划问题,通过设置航行区域校正点及误差约束,建立可行航迹最短的目标函数,提出一种基于最小转向角的搜索算法。对航迹最短、转向角最小的球形可搜索区域内的校正点误差校正,结果表明：在不考虑和考虑转向角约束的2种情况下,基于最小转向角算法的航迹长度为106 350 m,比不考虑转向角约束的航迹长度缩短22 559 m,共经过8次校正点,总转向角度为120.66°,航迹方向最贴近起点和终点连线方向,航迹光滑没有折回、比邻、平行的现象,可以在通信条件受限的情况下,校正误差实时自主定位。     

船舶从南到北穿越子午线航迹转向算法修正

为了改进大角度转向算法,针对船舶从南到北穿越子午线航迹转向时,可能出现的不合理转向的特殊情况,给出了通过改变设定航向、整定航向偏差和标志判断施加与原算法相反的舵角直到转向结束的三种修正转向算法。用VC编程实现了仿真,结果表明本改进算法在转向角大于180°或小于-180°时,能够选择其绝对值小于180°的方向转向,施舵合理,加快船舶转向过程并减小航行距离,进一步完善了转向算法。     

海流能轮机叶片翼型的水动力学特性模拟

基于卧式海流能发电装置,采用雷诺平均N-S方程,对来流攻角从0°~26°情形下的叶片翼型进行数值模拟,分析比较不同攻角下水动力学特性的变化规律。结果表明:一定范围内增加攻角可有效提高升阻比,但升力系数最大时,升阻比、水翼捕能效率不一定最高,失速角也不一定是最佳攻角,验证了水翼失速的根本原因是边界层的分离;水翼吸力面与压力面的压差较大,此压差为水翼提供较高的升力系数,主要来自于水翼的前半部。此外,还分析了水翼周围流场的速度分布、压力分布等水动力特性与攻角的关系,为设计高效的海流能转换叶片提供了理论参考。     

对右正横后交叉船的避让

考虑到避让右正横后交叉相遇来船的特殊性，本文专门分析了采取减速或停车及转向行动的有效性，并对左转时DCPA随转向角的变化做了具体计算，最后提出了人为改变会遇局面的观点。     

基于AIS航迹拟合的船舶航迹带宽度计算与分析

船舶的航迹带宽度值反映了船舶在航行过程中偏离航迹线的程度,可以表征船舶的位置变化情况,能够为船舶通航安全研究和航道宽度设计等方面提供参考依据。基于AIS数据获取船舶位置点进行航迹拟合,并考虑风流压差的影响计算船舶航迹带宽度,与设计规范给出的值进行对比分析,为相关规范的进一步研究和发展奠定基础。     

分段变增益船舶转向调节器的设计

介绍了一种简单实用的船舶转向调节器的设计方法,该调节器只需偏航角量测值便可实现快速平稳的转向调节。     

船用流量平衡阀声学性能仿真预测研究

应用Solidworks软件对某型船用流量平衡阀流道结构进行优化设计,首先将几何模型导入Fluent软件中进行压力场和速度场仿真分析计算,获取改进后的阀体三维模型。进一步利用Ansys软件和声学分析软件LMS预测了流量平衡阀在不同工作压差和阀芯位移下流道的噪声和振动特性曲线,分析结果表明:阀体噪声和振动随着工作压差和阀芯位移的增加而变大。本文对于冷水系统各类阀件减振降噪设计具有一定的指导意义。     

复杂动态环境下船舶操纵系统避障自适应控制方法

为使船舶方向舵角与航向角之间物理夹角与航迹转向角数值变化趋势保持一致,实现船舶精准避障,提出复杂动态环境下的船舶操纵系统避障自适应控制方法。根据船舶避障过程,规划待通过的船体安全行进路线,完成复杂动态环境下的船舶操纵系统避障轨迹建模。建立船舶操纵运动方程式,根据运动坐标值的自适应转换原理,实现对船舶避障轨迹的精准控制。实验结果表明,自适应避障方法可将方向舵角和航向角的夹角与航迹转向角间的最大差值控制在10°以内,符合准确避障的船舶航行需求。     

空气动力艇回转式推进装置的动力学特性

依据动力学特性设计一种新型空气动力艇回转式推进装置,通过简化流场模型和分析对称翼形受力计算空气螺旋桨推力和舵板受力,对比传统推进装置和回转式推进装置在不同转向角和螺旋桨转速条件下的动力学特性差异,并引入增值系数K对转向性能进行分析。研究结果表明:小偏转角下传统推进装置的推进和转向性能较好,但大偏转角下回转式推进装置的推进和转向性能要优于传统推进装置,且转速越高转角越大,其性能优势越明显。     

分段式前置转向梯形机构的优化

在引入汽车转向轮定位角的基础上,建立了空间转向梯形机构的优化数学模型,采用混合惩罚函数方法进行了优化编程,优化结果表明比原设计更接近理论值。     

多自主式水下航行器轨迹精准跟踪控制方法

针对多自主式水下航行器轨迹跟踪控制中的不确定性问题,研究多自主式水下航行器轨迹精准跟踪控制方法。构建基于灰色预测的轨迹精准跟踪控制模型,利用灰色预测模型预测航行器航向角,构建一元多项式回归模型,拟合航行器初始航向角同预测航向角间的残差,优化灰色预测模型,提升航行器航向角预测精度。将航向角预测结果代入PID控制器内,通过计算航向角控制率确定位置误差、速度误差与加速度误差,通过控制上述误差实现航行器轨迹准确跟踪控制。实验结果显示该方法可在航行器不同运动特性下准确跟踪轨迹,并具有较好的控制效果。     

深海会聚区目标探测机动方法研究

介绍深海会聚区形成条件及会聚区态势判断方法基础上,研究了不同态势下会聚区目标机动探测过程,建立了会聚区目标探测模型,定量分析了舰艇搜索目标和摆脱跟踪的机动方法,通过研究表明:在接近态势下,采用最大可听测舷角航向并适当增速有利于搜索,采用最小可听测舷角航向并适当增速有利于摆脱跟踪;在远离态势下,转向最小可听测舷角航向并增速有利于跟踪,转向最大可听测舷角航向并增速有利于摆脱跟踪,并通过仿真和试验验证了方法的有效性。     

岚山港引领Cape船的几点体会

本文针对Cape型船舶的特点、性能,岚山港航道,气象条件,泊位特点和附近水域的风流情况、潮流情况,对Cape型船高低潮靠离11号泊位时的拖轮配置、使用情况,登轮时间,控速,转向,入泊横距、角度、拢速控制进行了较为详细的论述。     

水下吹除排污过程气体射流噪声数值模拟

[目的]研究水下航行体污水吹除产生的辐射噪声的规律特性和影响因素。[方法]基于大涡模拟(LES)与FW-H方程计算方法,对航行体贮容器排污过程进行流场分析和辐射噪声定量计算。[结果]数值模拟与实验结果均表明,辐射噪声主要受吹除压力和背压压差的影响,压差越大,辐射噪声越大,且其基本不受吹除背压影响。贮容器内水排空后,水下直接喷射排气会产生辐射噪声的"拐点",排气噪声显著上升;频谱图呈现低频特性,频率主要分布在1 500 Hz以内,且有明显峰值。[结论]为控制舰船水下吹除排污过程的辐射噪声量级,应尽量控制排气压差,并防止高压气体直接喷射至海中。     

长江口D12灯浮附近潮流的反射迴流和突变效应

重载进出口船航行至长江口深水航道东端D12灯浮附近时,常感到有明显的横向流压。尤其是大潮汛、大风浪或鸡骨礁初涨水时,进出口船要预配10。甚至以上的风流压差,而且要加车航行,否则极易偏离航道压碰D12灯浮。此文分析长江口D12灯浮附近形成潮流的反射迴流和突变效应的原因及规律,并指出船舶在此水域航行时的注意事项,以引起航经船舶的注意。