Surf-riding and oscillations of a ship in quartering waves

The behavior of a ship encountering large regular waves from astern at low frequency is the object of investigation, with a parallel study of surf-riding and periodic motion paterns. First, the theoretical analysis of surf-riding is extended from purely following to quartering seas. Steady-state continuation is used to identify all possible surf-riding states for one wavelength. Examination of stability indicates the existence of stable and unstable states and predicts a new type of oscillatory surf-riding. Global analysis is also applied to determine the areas of state space which lead to surf-riding for a given ship and wave conditions. In the case of overtaking waves, the large rudder-yaw-surge oscillations of the vessel are examined, showing the mechanism and conditions responsible for loss of controllability at certain vessel headings.List of symbols c wave celerity (m/s) - C(p) roll damping moment (Ntm) - g acceleration of gravity (m/s²) - GM metacentric height (m) - H wave height (m) - I _x ,I _z roll and yaw ship moments of inertia (kg m²) - k wave number (m^–1) - K _H ,K _W ,K _R hull reaction, wave, rudder, and propeller - K _p forces in the roll direction (Ntm) - m ship mass (kg) - n propeller rate of rotation (rpm) - N _H ,N _W ,N _R hull reaction, wave, rudder, and propeller - N _P moments in the yaw direction (Ntm) - p roll angular velocity (rad/s) - r rate-of-turn (rad/s) - R(,x) restoring moment (Ntm) - Res(u) ship resistance (Nt) - t time (s) - u surge velocity (m/s) - U vessel speed (m/s) - v sway velocity (m/s) - W ship weight (Nt) - x longitudinal position of the ship measured from the wave system (m) - x _G ,z _G longitudinal and vertical center of gravity (m) - x _S longitudinal position of a ship section (S), in the ship-fixed system (m) - X _H ,X _W ,X _R hull reaction, wave, rudder, and propeller - X _P forces in the surge direction (Nt) - y transverse position of the ship, measured from the wave system (m) - Y _H ,Y _W ,Y _R hull reaction, wave, rudder, and propeller - Y _p forces in the sway direction (Nt) - z _Y vertical position of the point of action of the lateral reaction force during turn (m) - z _W vertical position of the point of action of the lateral wave force (m) Greek symbols angle of drift (rad) - rudder angle (rad) - wavelength (m) - position of the ship in the earth-fixed system (m) - water density (kg/m³) - angle of heel (rad) - heading angle (rad) - _e frequency of encounter (rad/s) Hydrodynamic coefficients K roll added mass - N _v ,N _r yaw acceleration coefficients - N _v N _r N _rr N _rrv ,N _vvr yaw velocity coefficients K. Spyrou: Ship behavior in quartering waves - X _u surge acceleration coefficient - X _u X _vr surge velocity coefficients - Y _v ,Y _r sway acceleration coefficients - Y _v ,Y _r ,Y _vv ,Y _rr ,Y _vr sway velocity coefficients European Union-nominated Fellow of the Science and Technology Agency of Japan, Visiting Researcher, National Research Institute of Fisheries Engineering of Japan     

合安高速公路路面工程机械化施工管理

简述了合安高速公路路面工程机械化施工的机械合理配置、优化组合和有效的管理制度，对路面质量、工程进度和经济效益的直接影响。     

筑路机械事故隐患分析与预防

与筑路机械相关的施工事故占道路施工事故中的绝大部分。因此，建立合理的筑路机械事故隐患分析与预防体系关系到施工企业、人员的切身利益。从筑路机械的设计拆卸安装、调试及使用中的各方面对事故隐患进行了分析，并阐述了事故预防体系。     

沥青混合料转运车模型试验研究

在分析沥青混合料转运车的工作原理及作用的基础上,根据相似理论,设计了沥青混合料转运车相似模型,试验揭示了其结构参数对改善沥青混合料离析程度的影响,得出了材料离析率与螺旋轴转速、螺距及螺旋半径之间的关系,为沥青混合料转运车的设计开发提供科学可靠的依据。     

机电一体化的液压冲击器模糊控制研究

针对机电一体化的液压冲击器的工作特点,将模糊控制策略引入液压冲击器控制系统中,对液压冲击器的输出参数(冲击能与冲击频率)实现了模糊控制,通过实验采集数据表明,系统控制性能良好,实现了新型液压冲击器预期的工作性能要求。     

车辆与工程机械电子液压控制的发展

简要综述了车辆与工程机械中电子液压控制的新进展和需要解决的关键技术问题。提出了实现功率传输和运动控制与综合的新方案，给出了发动机-液压传动装置-负荷最佳匹配的实现方法。以应用于上海磁悬浮高速铁路工程轨道梁运输与搬运的工程机械的计算机控制系统为背景，讨论了基于现场总线控制系统(FCS)和PCI04车载工控机的车辆计算机控制系统的设计方法。     

液压挖掘机节能用油门模糊控制器的开发研究

从液压挖掘机节能角度出发,提出了实现挖掘机节能的理论和控制方法。根据实际工作中不同的作业对象和工作要求,将挖掘机分为四个动力模式,分别对应不同的发动机转速。为使发动机转速控制在规定的低油耗区范围内工作,在油门控制中采用了模糊控制方法。根据挖掘机外部负载改变而引起的发动机转速变化情况,由模糊控制器实时控制步进电机实现对发动机油门的精确控制,从而达到节能的目的,并基于此方法进行了挖掘机节能控制台架试验,试验结果验证了控制理论和方法能够实现对油门的精确控制,是可行的。     

工程车辆FOPS冲击试验中落锤塑性变形研究

为了对工程车辆的落物保护装置(FOPS)进行可靠性试验提供理论依据,采用冲击动力学的塑性波两侧的动量平衡理论对工程车辆FOPS受冲击时落锤的动态响应进行了研究,建立了锤头变形的基本方程,绘制了方程相应曲线;建立了锤头在冲击过程中任一瞬时变形长度和非变形长度的数学模型,找到了工程应变和冲击速度之间的曲线对于塑性大变形的突变点及影响落锤变形的各个因素和控制变形的依据。为减小落锤的蘑菇形尺寸,降低锤头的材料成本,多次重复使用落锤,进行合理的落锤结构设计指明了方向。     

全液压推土机关键技术参数研究

研究了全液压推土机的关键技术参数———滑转率、效率、牵引比和比功率。通过分析牵引效率在滑转曲线上的配置,给出了全液压推土机的额定滑转率为12%～15%。从理论和试验两个方面深入分析了压力和排量对泵—马达系统效率的影响,得到了典型泵—马达效率的试验数据拟合公式。在对全液压推土机驱动系统的匹配目标设计时,除了满足扭矩和功率上的匹配要求外,还应考虑整机的效率。变量泵的变化范围最好控制在βp=0.4～1,变量马达的变化范围最好控制在βm=0.3～1,才能保证整机有较好的牵引性能。通过对典型全液压推土机的统计分析,确定牵引比均值为1.48,比功率为7.2kW/t,具体取值应该稍大于或等于该均值。     

压路机的压实特性对公路压实度的影响分析与研究

通过压实特性对公路路面、路基压实度的影响分析,阐明了压路机的压实特性对公路压实度分析研究是提高其压实度的一种有效方法,并就目前在研究压实度存在的问题提出解决的建议,为保证公路施工质量提供主要参考依据.