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船舶拖航六自由度操纵运动仿真研究
| 论文题名： | 船舶拖航六自由度操纵运动仿真研究 |
| 关键词： | 拖航系统;六自由度;操纵运动;计算机仿真 |
| 摘要： | 近年来，随着航运事业的发展和通航密度的加大，拖航业务也进入繁忙阶段，人们对拖航作业的重视程度也随之大大提高。一直以来，拖航作业主要是靠船长和引航员的经验来现场应变，因此存在一定的风险和不确定性。对拖航作业系统进行操纵运动仿真研究，不仅可以预先规划拖航路线，而且可以实时预报环境因素对运动的影响，对保证拖航作业的安全很有意义。为此，本文主要开展了如下研究工作： 根据船舶操纵性理论，采用“MMG”操纵运动方程计算在静水中的六自由度船舶操纵运动，总结出求解操纵运动方程中裸船体水动力（惯性类水动力和非惯性类水动力）以及船体主动力（即螺旋桨推力和舵力）的计算方法并加以修正，并考虑环境因素的影响，建立风、浪、流作用下六自由度船舶操纵运动数学模型。通过实例验证该数学模型的可行性后，建立拖轮和被拖驳船的六自由度运动模型，并对拖轮在静水和风、浪、流中的操纵运动进行实时仿真，为计算拖航操纵运动奠定基础。 基于悬链线理论建立拖缆模型，在拖轮和被拖驳船的六自由度运动模型基础上，结合拖缆计算模型，建立由拖轮、拖缆、驳船组成的完整拖航系统在风、浪、流影响下的六自由度操纵运动数学模型。 应用四阶龙格库塔法编制计算程序求解拖航作业系统的操纵性方程，对拖航操纵运动进行实时仿真，分析拖航速度、拖缆长度对拖航直航、回转及航向稳定性的影响，并计算拖航系统分别在风、浪、流单独影响及环境综合影响下的操纵运动。 |
| 作者： | 孙巍 |
| 专业： | 流体力学 |
| 导师： | 韩端锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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