螺旋槳逆轉工況下船舶運動建模與仿真.pdf

1、為了使操船者能夠準確預判船舶動態(tài)，減少乃至避免事故的發(fā)生，船舶在限制水域的多工況仿真預報的研究尤為重要，實際意義十分明顯。然而，到目前為止，關于螺旋槳反轉制動及倒航的仿真預報研究仍然不夠成熟。本文對船舶運動建模與仿真的研究工作是在考慮到船和環(huán)境的相互作用下進行的。 首先，考慮到船舶在螺旋槳逆轉情況下必將經(jīng)歷倒車制動和倒車倒航過程。因此，本文在對前人提出的常速域數(shù)學模型和淺水、低速、大漂角數(shù)學模型研究的基礎上，并考慮到船舶運動的連

2、續(xù)性，采用了將兩種數(shù)學模型相結合的方法建立了既能體現(xiàn)船舶在常速域的運動特性，又能體現(xiàn)船舶在淺水、低速、大漂角情況下的運動特性的船舶運動數(shù)學模型。即在建立運動數(shù)模時，小漂角(小于20度)采用貴島模型，大漂角(大于30)采用芳村模型，漂角在兩者之間是采用兩個模型的內插?？紤]淺水影響時采用了貴島的研究結果。 然后，為了滿足船舶多工況動態(tài)仿真的需要，本文給出適用于計算機仿真的螺旋槳推力系數(shù)與轉矩系數(shù)的四象限計算方法。并用MATLAB工具

3、編輯了計算程序，能使計算機直接根據(jù)輸入的船型參數(shù)方便的計算出B系列螺旋槳的四象限特性曲線并用于船舶操縱運動仿真預報，為最后利用Matlab仿真創(chuàng)造條件。在考慮螺旋槳橫向力對船舶操縱運動的影響時，根據(jù)各種橫向力的物理成因采用了理論計算的方法，并將結果用于最后的仿真。 最后，為驗證本文所建議的模型的正確性與可行性，結合前人的在船舶數(shù)學模型方面的理論和經(jīng)驗，利用Matlab進行了船舶旋回、制動和倒航實例仿真并與實船試驗進行了比較，吻合