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多功能水下作业支持船操纵运动仿真
| 论文题名： | 多功能水下作业支持船操纵运动仿真 |
| 关键词： | 船舶操纵性;水动力导数;全回转螺旋桨;运动仿真 |
| 摘要： | 船舶操纵性是直接关系船舶航行安全及船舶营运经济性的重要指标，提高船舶操纵性是船舶设计研发的重要内容。传统船舶动力主要采用常规螺旋桨与舵配合，船员往往根据自身经验对船舶进行操纵，船员经验不足或经验适用性低，会带来安全隐患和经济损失。 目前，船舶操纵性研究对象多为常规舵桨推进类型船舶，针对侧推器、全回转推进器船舶的操纵性研究成果较少，因此，针对配备此类推进器的船舶进行操纵运动仿真研究十分有意义。本文以配备首侧推器及全回转导管螺旋桨的某型多功能水下作业支持船为研究对象，从提高该型多功能水下作业支持船操纵性的角度出发，展开一系列的研究，主要研究内容如下： （1）基于CFD的船舶操纵运动水动力导数求解。首先以DTMB5415船型为对象进行数值仿真计算，将仿真计算结果与船模试验数据对比验证网格划分及边界条件设定的合理性，其次对仿真计算得到的离散点利用傅里叶级数拟合后求解水动力导数，验证数据处理的正确性，最后采用同一仿真算法及参数设置求解目标船型的水动力导数。 （2）船舶操纵运动仿真平台的搭建。以 Matlab/Simulink为平台，利用第二章介绍的经验公式搭建船舶平面运动仿真平台。搭建平台过程中针对全回转导管螺旋桨的推力和力矩处理，考虑偏转角度对纵向力、横向力以及回转力矩的影响。 （3）船舶操纵运动仿真。首先对(操纵方式与本文目标船型一致的)某型港作拖轮进行Z形试验与回转运动仿真，以验证搭建的船舶操纵运动平台的可靠性。针对本文目标船型，通过改变平台的输入参数，实现Z形试验及回转运动仿真。其中针对Z形试验仿真进行5?/5?、10?/10?、15?/15?、20?/20?四种不同标准值的仿真；对回转运动仿真探究了螺旋桨偏转角度、转速、环境载荷等参数对定常回转直径的影响。本文最后探究了侧推器对船舶回转运动的辅助作用。 本文建立的船-机-桨模型可以为多功能水下作业支持船的操纵性仿真研究提供借鉴，对船舶驾驶人员在实际操船过程中提供一定参考价值，也为模拟船舶在风、流中的操纵性研究提供一定的理论基础。 |
| 作者： | 徐士友 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 李冬琴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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