原文传递
船舶在大风浪中非线性摇荡运动建模与仿真
| 论文题名： | 船舶在大风浪中非线性摇荡运动建模与仿真 |
| 关键词： | 规则波;纵摇与升沉运动;大倾角;横摇稳性;数学模型;仿真 |
| 摘要： | 近年来海船在大风浪中折断、倾覆的事故时有发生,从这些船沉人亡的事故的调查分析来看,发生事故的主要原因是操船人员没有足够考虑船舶在波浪中航行时稳性的损失.因此,该文运用船舶静力学、动力学、耐波性理论以及流体力学等有关理论,侧重对船舶在波浪中的稳性问题进行研究,该项研究也是根据交通部优秀青年专业技术人员资助项目:《大型散货船在大风浪中稳性和强度的安全评价系统的研究》的要求进行的.该文做了以下几点主要工作:首先对船舶在波浪中的纵摇与升沉运动进行了研究.为了便于计算,对前人提出的该运动数学模型中的一些系数进行了简化,进而对其进行了计算机仿真实现.该项研究不仅对船舶在大风浪中运动性能预报十分重要,也为下面的船舶大倾角稳性计算打下了基础.其次对船舶在静水中大倾角横稳性力臂问题进行了研究,提出了一种新的计算方法.在计算中,采取逐步逼近的方法计算船舶发生大倾角横倾后的横剖面面积,并考虑了在横倾过程中由于船舶首尾不对称所引起的纵倾影响,即在计算过程中不但考虑了浮力与重力的平衡,而且还考虑了纵倾力矩的平衡问题.在计算得到的船舶在静水中大倾角横稳性力臂的基础上,提出了一种船舶在波浪中大倾角横稳性的新的计算方法.在计算中,每一横剖面面积的计算是关键,为了提高精度,该文考虑了由于横摇所引起的纵倾对船舶每一横剖面面积的影响.运用这种方法进行计算时,只需要知道船舶的型值表以及外界的干扰因素,就可以较快地计算每一横倾状态似的稳性力臂值.利用计算所得结果不但对波峰、波谷处于船中时,而且还对波峰处于船舶任意位置时的横稳性进行了全面的研究.最后,利用前面已经计算得到的波浪中大倾角横稳性力臂曲线,并运用海洋运载工具动力学的相关理论,建立了船舶在波浪中大倾角非线性横摇运动的数学模型.在该模型中还讨论了非线性阻尼力矩的影响,以便使仿真结果更符合实际.然后,利用Matlab数学工具语言中的Simulink工具箱对船舶在波浪中的非线性大倾角横摇运动进行仿真. |
| 作者： | 李子富 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 杨盐生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
