带扰动观测器的船舶轨迹跟踪自适应动态面滑模控制

针对遭受未知外部环境扰动的三自由度全驱动船舶轨迹跟踪控制问题,设计一种带扰动观测器的自适应动态面滑模控制方法。该方法构造扰动观测器估计未知扰动,并对控制量进行前馈补偿,采用σ修正泄漏项的自适应律估计扰动观测误差的界以提高控制精度,结合动态面技术解决传统反演法的微分爆炸问题,并选取李雅普诺夫函数证明该控制器可保证闭环系统内所有信号的一致最终有界性。基于一艘供给船舶进行仿真试验,结果表明,所设计的控制器输出合理有效且跟踪精度高,在工程实际中具有一定的参考价值。     

How do economies of density in container handling operations affect ships’ time and emissions in port? Evidence from Norwegian container terminals

Efficient port services are prerequisites for competitive and sustainable maritime transports. This paper makes advances in studying the determinants of the time that ships spend in port and the associated emissions to air. We estimate a production model for cargo handling based on a unique dataset containing each port of call at the largest container terminals in Norway in 2014. In turn, we use auxiliary engine emission factors to estimate particulate matter and nitrogen oxide emissions from ships at berth, to determine how the corresponding damage costs of air pollution vary with container throughput, location, and terminal investments. We find that Norwegian container terminals operate under increasing returns to density. Small ships that unload few containers are far from reaping economies of density, leading to high marginal time requirements for container handling and consequently high marginal external costs. From a Pigouvian taxation perspective, port charges should therefore be regressive in the number of containers handled. Moreover, we find that the external costs of maritime transports are severely understated when port operations are ignored. Our model allows determining the marginal productivities of port facilities. Thereby, it is instrumental in designing port charges that are diversified according to the quantity of containers handled and the service quality (i.e., the speed of handling operations). Regarding contextual factors, we find that establishing high-frequent liner services improves the ship working rate, while simultaneous calls at a terminal impede productivity. The type of container (loading/unloading; empty/laden) also appears to influence the duration of ship working.     

GPS天线线型对AUV阻力和尾流场的影响

靠近艉部的GPS天线线型对AUV的阻力以及桨盘面处的伴流品质有直接影响。高品质的伴流场能有效地降低噪声并提高水动力性能。为了获得最优的GPS天线线型,以某自主式水下机器人(AUV)为母型,采用ICEM-CFD、Fluent等CFD软件,结合RANS方法和SSTκ-ω模型对搭载不同线型GPS天线的AUV进行数值计算。研究结果表明GPS天线设计前倾角可以有效降低天线的阻力,从而降低AUV受到的整体阻力。具有一定前倾角和尾端曲线的GPS天线有利于改善AUV尾部伴流特性,减小桨盘面伴流速度的不均匀度。     

燃气轮机的大型集装箱船LNG燃料舱布置

为了满足环保新法规要求,很多船东首选LNG作为船用燃料。本文基于燃气轮机推进的大型集装箱船的布置特点及IGF规则的要求,对LNG燃料舱布置的位置和LNG燃料舱适用的形式进行了论证,获得了满足大型集装箱船性能需求和IGF规则要求的LNG燃料舱设计方案。     

钢板桩常规施工工艺及涂层受损问题

针对钢板桩施工问题,以马来西亚槟城吹填二期(STP2)工程为例,对Z型钢板沉桩机具选型及沉桩工艺进行研究。通过对比3种国外常用的钢板桩沉桩阻力估算方法及含导向架和无导向架施工的实际应用效果,优选出适合沉桩的振动锤型,并总结出两种沉桩方法的优劣性及适用情况,总结陆上钢板桩作业涂层常见受损问题及修复措施。     

船型参数对骑浪/横甩薄弱性衡准影响研究

骑浪/横甩是IMO船舶第二代完整稳性的五种失效模式之一,是一种基于概率的稳性衡准,制定规范的目的是更有效地保障船舶在实海域中的航行安全,确保不发生稳性失效情况.本研究中,以IMO有关成员国提出的最新版骑浪/横甩薄弱性衡准草案为基础,基于自主开发的骑浪/横甩薄弱性衡准校核软件,针对围网渔船开展了样船计算和比较分析,研究IMO正在制定的骑浪/横甩薄弱性衡准方法对该类船型的适用情况,分析船型参数对骑浪/横甩薄弱性衡准的影响,为我国参与国际法规制定,提出针对骑浪/横甩薄弱性衡准的提案提供技术支撑和依据.     

减摇复合船型首部构型设计与水池模型试验研究

船舶在波浪中航行时的纵向运动性能是衡量船舶综合航行性能的重要指标.为了改善船舶在波浪中的纵向运动性能,本文基于首部减摇组合附体技术对某型船首部构型进行改造并通过水池模型试验对其静水阻力和耐波性进行了分析研究.在分析该船作业及航区特点的基础上,通过船首部线型改造及减纵摇组合附体构型优化,给出适用于该船的首部构型方案.应用CFD软件和修正切片法进行水动力性能分析,并对船首构型方案进行优选.将优选出的性能较优复合船型方案和原船型开展水池模型静水阻力与耐波性对比试验分析,验证减摇复合船型的静水阻力性能与耐波性能.试验结果表明,改造后的复合船型减纵摇效果明显,对应实船四级海况18节航速下纵摇与首部加速度有义值较原船型降低15%以上;复合船型静水阻力有所增加,实船18节航速下静水阻力增加13.5%.     

75000t散货船阻力预报方法研究

在75000t散货船的设计建造过程中,主机的选型和功率的确定至关重要,这都取决于船舶在静水中以一定航速航行时的阻力值。本文对船舶阻力研究的三种方法,经验公式估算、船模试验和CFD数值计算进行介绍,并以75000t散货船为例讨论三种方法的预报阻力的可行性,以供设计者参考。     

智能船舶集成设计技术

针对符合CCS《智能船舶规范》入级符号的船舶设计开发,研究分析智能船舶集成设计技术的设计思想、设计要素、设计框架和关键技术,设计目标船解决方案,并讨论了未来需要突破技术方向。     

船舶轴系校中计算中优化算法的应用

本文以常见船舶轴系布置为基础,建立轴系校中计算数学模型,采用智能微群优化算法数值求解该数学模型。并对某3000吨级海监船进行轴系校中计算,结果表明智能微群优化算法求解出的轴系校中参数满足中国船级社相关规定的要求,该方法可以在轴系校中计算中推广使用。