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拖轮模拟器中船间水动力作用数学模型研究
| 论文题名： | 拖轮模拟器中船间水动力作用数学模型研究 |
| 关键词： | 拖轮模拟器;滑流效应;船间效应;最小二乘法;势流理论;船间水动力 |
| 摘要： | 拖船协助在船舶靠离码头过程中发挥着重要的作用。拖船作业过程中,拖船与被拖船之间会产生水动力相互作用,船间水动力作用对拖船作业会产生直接影响,甚至会造成船舶操纵困难而产生危险。研究船间水动力作用对拖船操纵安全和拖船作业效率的提高有着重要意义。在拖轮模拟器中加入船间水动力作用模块是必要的。 针对拖船的滑流效应和船间效应,本文进行了如下三个方面的工作: 1.基于最小二乘法建立拖船螺旋桨滑流效应的数学模型。文中用F检验法对所建立的模型进行显著性检验,检验结果表明所建立的模型是合理的;然后又对建立的模型用Matlab进行了仿真,仿真结果与柯恩达效应和流体的驻点压力对滑流效应的解释是一致的。 2.基于势流理论建立拖船所受船间效应的数学模型。首先在拖船与被拖船首尾线上布置一些源(汇)来取代船体对来流的扰动,源(汇)的强度根据拖船与被拖船的船体水下几何形状确定,由分布的源(汇)即可求得速度势,接着根据速度势求得船体对周围流体的诱导速度,再利用伯努利方程求得拖船船体附近流体的压强,最后用辛普生积分求出拖船受到的横向力和转首力矩。计算结果与试验结果对比表明所建立的模型是合理的。 3.用VisualC++6.0搭建仿真平台,对船间水动力作用数学模型在测试平台上进行仿真测试。文中做了三组仿真:一是对拖船拖带被拖船前进运动仿真;二是对拖船拖带被拖船转向运动仿真;三是对拖船受到的船间效应作用进行仿真。前两组是对拖船的滑流效应进行的测试,第三组是对拖船受到的船间效应进行的测试。仿真结果表明所建立的模型是合理的。 |
| 作者： | 张祥伟 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 任俊生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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