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波浪自适应式应急救助艇的设计与仿真研究
| 论文题名： | 波浪自适应式应急救助艇的设计与仿真研究 |
| 关键词： | 海难救助船;耐波结构;波浪自适应;船舶设计 |
| 摘要： | 随着我国海上生产活动的日益增多，海上救捞力量建设也被提上日程。救助船舶作为海上救助的主力装备，得到了广泛的应用，其中高性能应急救助艇在近海人命救助中发挥了巨大的作用。对于小型应急救助艇的研究，欧美起步较早，现有的成熟船型，主要在船体结构优化、专业救助装备的研究上投入较多，然而对小型救助艇耐波性差的通病，却始终未能解决。本文作者研发了一种具有波浪自适应能力的专业海上高性能救助艇，有望提升我国在近远海的应急救助力量。 本文介绍了该种波浪自适应救助艇主要构件的设计过程，分析了悬浮系统的建模和主要参数的计算求解方法，运用SolidWorks软件对浮筒浮力进行了计算校核，并用ANSYS软件对浮筒的外观设计进行了减阻力分析，设计了一套基于喷水推进器的电力推进系统，最后设计了一种新型的挂载救助装备。在对该波浪自适应救助艇的建模和分析中，首先对二维不规则海浪进行了研究，并运用Matlab软件设计了基于Longuet-Higgins模型的二维不规则海浪仿真程序。在对该波浪自适应救助艇的三维模型简化之后，提出了基于单自由度的1/4模型，采用空间向量方程对该模型的运动学进行求解和分析，得出该设计可以有效地减轻海浪对主船体垂荡运动的影响。之后又提出了基于四自由度的半船模型，并对该模型的动力学方程进行了求解和分析，验证了该艇可以有效地减轻主船体垂荡运动的幅度和频率以及横摇运动的频率，提高艇载人员的舒适性和安全性。在实验研究中，分析了三种不同的基于加速度信号数值积分算法的优缺点，并设计了基于FFT变换的频域算法。在实验样船的主要运动部位安装传感器，搭建了基于半船模型的动态运动数据采集系统。在模拟水池中进行了水上实验，测量了实验样船在不同浪向下的运动数据，并根据实验结果，得出了该种波浪自适应救助艇具有良好的耐波性。 |
| 作者： | 李炯 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 王祖温;熊伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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