自动驾驶仪设计中的可靠性概念

1 前言，EMRIA／S的公司J C Nortbft Thomsen先生30多年来一直从事自动驾驶和操舵控制系统的设计研究。他认为当今和以后的标准要求系统设计时要具有故障处理的能力故障模式效果和分析(failure mode effect and analysis，简称FMEA)必须在工厂里就进行，设备装船之后，也经常要进行。现代自动驾驶仪主要用于以下几种模式：船舶首向控制、半径控制以及航迹控制。自动驾驶仪也是一种利用来自不同传感器信号的通信工具。安全故障处理的重要性已使其成为强制性的要求。本文将详细分析故障类型以及涉及到船舶自动操舵和手动操舵时的故障来源。     

带首鳍斜支柱SWATH水动力的数值研究

该文是将CFD软件FLUENT用于带首鳍斜支柱SWATH粘性流场计算的一个尝试和探索性研究,重点在对有自由液面模型的研究.文中详细模拟了不带自由表面和带有自由表面的情况下有首鳍和不带首鳍,以及在带有自由表面的情况下首鳍0度攻角和5度攻角时SWATH周围的粘性流场,计算了其所受到的阻力和力矩,数值模拟与实验结果大体上吻合良好.     

安许茨自动舵参数设置及工作模式的选择和转换

某船是2005年建造的一艘杂货船,采用“安许茨操舵控制系统”。在试航中,通过不同海况和船速的模拟和实际应用测试,该系统性能优良、工作模式多样、参数设置灵活、操作简单方便,各种外设接口不仅满足当前规范要求,而且预留了拓展空间。特别是安许茨操舵控制系统除了保留传统意义     

基于多目标遗传算法的SWATH船稳定鳍优化设计

针对稳定鳍的各参数对SWATH船纵向运动性能具有较大影响的特点,建立了稳定鳍的多目标优化模型,并运用基于Pareto解的多目标遗传算法对其求解.然后,以SWATH-6A为例对稳定鳍进行了优化设计.从仿真结果来看,在相同条件下优化得到的稳定鳍能使SWATH船具有更好的纵向运动性能.因此,本文的优化方法是合理的、有效的,有一定应用价值.     

船体影响下舵附推力鳍的节能效果研究

通过CFD方法实现船舶自航试验模拟,计算在船体影响下舵附推力鳍可带来2.3%左右的节能效果,分析指出舵附推力鳍通过吸收螺旋桨尾流能量,增加螺旋桨推力,改善船尾伴流,降低船身阻力的节能原理。计算敞水状态下桨/舵/舵附推力鳍系统的推进性能,并与船体影响下的推进性能进行比较,指出敞水状态下舵附推力鳍的工作状态与在船体影响下有着较大不同,为设计人员提供基础参考。     

大型集装箱船舶操纵与坠箱原因分析

随着万箱船舶日益增多,万箱船舶的操纵技术也在不断摸索中进步和累积经验。本文依据了航海实践经验,陈述了5 600箱位大型集装箱船舶在大风浪中航行环境,并分析在大风浪中各种受力影响船体、物体的原始位置和状态,特别是甲板上集装箱受到大风浪剧烈冲击后坠箱的受力分析。同时,为了求证坠箱原因,本文还简单陈述了大风浪形成的过程和船舶在大风浪中状态。因为存在船尾发生坠箱的情况,本文简单论述了手操舵和自动舵在大风浪操纵的不同结果。     

船舶回转运动仿真

针对船舶驾驶模拟器模拟的逼真度要求,研究船舶对操舵后的动态响应。建立了风、流共同作用下船舶操纵系统的动力学数学模型,该数学模型为动态响应线性型;利用已知的某船型的主机参数和船形尺寸参数,求出所需的相关量,建立船舶运动仿真模型并进行相关试验的仿真。模拟了船舶回转性的试验和风、流共同作用下对船舶操纵性能的影响试验,使船舶操作者进一步了解船舶回转性的特性以及风、流对于船舶航迹的影响。将该模型与船舶驾驶模拟器结合,用于驾驶模拟器模拟船舶操舵后的视觉仿真,使使用者感觉其操纵特性更加逼真。     

SWATH船稳定鳍的优化设计

建立了SWATH船稳定鳍优化的数学模型,并针对模型多设计变量、非线性和多约束等特点采用了遗传算法对其进行了优化求解．然后,以SWATH-6A为实例对稳定鳍的安装位置、展长和弦长进行了优化,并将优化结果跟已有的一对鳍进行了比较研究．从仿真结果来看,在相同的条件下文中优化得到的稳定鳍能使SWATH船的各方面性能都更好．     

操舵模拟系统建模

分析了风和水流对船舶操纵性能的影响,研究船舶对操舵的动态响应．建立了在风和流共同作用下船舶操纵系统的动力学模型,用于模拟船舶在操舵后的运行状况。同时通过回转性实验对该模型进行了验证。     

基于CFD技术的喷水推进球形舵水动力性能研究

球形舵是国内外中小型喷水推进装置采用较多的一种方向舵,本文借助CFD数值模拟手段,对不同收缩角的球形舵水动力进行计算,得到不同舵角下的操舵力和操舵力矩。计算结果表明,球形舵的侧向作用力和操舵扭矩并不是随着舵角的增大而增加,在球形舵的工程设计中需考虑借助数值模拟计算手段确定球形舵的满舵角;不同收缩角度下的侧向作用力和纵向作用力变化不大,但是操舵扭矩变化明显,在布置空间有限的情况下考虑增加球形舵的收缩角度,以减小舵尺寸和操舵液压缸重量。此项研究对球形舵的工程设计具有重要的的指导意义。