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船舶操纵性指数K/T计算方法及其应用研究
| 论文题名： | 船舶操纵性指数K/T计算方法及其应用研究 |
| 关键词： | 船舶操纵;数学模型;计算方法;误差分析;海难事故 |
| 摘要： | 近些年来，为满足世界贸易对海上运输日益增长的需要，船舶数量不断增加，船舶呈现出专业化、大型化和高速化发展态势，同时，船舶发生碰撞等海难事故的危险性增加，使得航运安全成为一个突出问题，对船舶操纵性的研究受到广泛重视。船舶操纵性指数K、T是衡量船舶操纵性能的重要指标之一，掌握船舶操纵性指数K、T对于操纵决策与安全航行具有重要意义。本文基于船舶操纵研究应用需要，提出一种计算K、T指数的简易计算方法，以弥补现有主要计算方法存在的不足，同时，对K、T指数的应用进行优化，本文主要研究内容如下: (1)本文在深入分析研究船舶操纵性指数K、T的物理意义及其主要计算方法的基础上，以船舶智能操控仿真平台作为试验平台，利用该平台上集成的世界一流水平的DMI高精度船模进行操纵试验，对K、T指数现有主要计算方法:Z形试验计算方法和回归公式估算方法进行分析研究。 (2)提出船舶操纵性指数K、T简易计算方法。在深入分析船舶操纵性指数K、T的基础上，提出基于船舶回转运动的K、T值简易计算方法，以Visual C++6.0作为编程工具进行编程实现，并与现有的主要计算方法进行对比验证及误差分析。 (3)根据船舶操纵性指数在一阶响应数学模型中的应用，利用MATLAB软件实现一阶响应模型对船舶旋回轨迹和首向角的仿真。根据船舶转向过程中船舶重心与转心的几何关系，提出船舶回转运动中船舶重心与转心的函数关系式，并与船模旋回试验数据进行对比，据此提出K、T指数的一种验证方法，同时利用Simulink进行仿真实现。 (4)船舶操纵性指数K、T值的应用优化。对K、T指数在计算船舶转头惯性角、转向角以及确定船舶最小碰撞距离等方面的应用进行改进，通过分析不同舵角下的K、T值，针对所操舵角的不同，使用当前舵角对应的K、T值进行计算，以提高船舶操纵的精度。 (5)船舶操纵性指数K、T值的应用拓展。利用MATLAB设计K、T指数应用仿真界面(GUI)，便于实际应用。将获得的较高精度船舶操纵性指数K、T通过船舶运动响应模型，应用于智能VTS的研究中，为船舶操纵决策提供重要的参考信息，拓展了船舶操纵性指数的应用。 |
| 作者： | 张彬 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 李丽娜;李国定 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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