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波浪适应救助船推进系统设计与操纵性仿真分析
| 论文题名： | 波浪适应救助船推进系统设计与操纵性仿真分析 |
| 关键词： | 救助船;推进系统;波浪适应;操纵性仿真 |
| 摘要： | 我国是一个海洋大国，也是一个航运大国，随着我国海上活动的日益频繁，“海洋救助船”成为海上遇险人员救助的主要力量。在恶劣海况下，波浪适应救助船更方便接近海上遇险人员，也避免了对被救助人员造成二次伤害，同时其双体船型的结构具有耐波性好、抗风浪能力强、机动灵活的优点。波浪适应救助船特殊结构可以实施更加高效、安全的救助，保障救助人员的安全，具有十分重要的研究意义。本文在实验室开发的波浪适应救助船的基础上，研究动力系统的推进特性并进行结构设计，同时设计实现有人和远程遥控两种方式切换控制的结构，在此基础上进行操纵性能分析，主要进行了以下研究： （1）针对现有的波浪适应救助船动力不足，电池重，电池吊舱安全性低等问题，对动力装置重新选型。根据船外机的布置形式、推进短舱的设计需求对新的推进短舱进行概念设计。接着详细介绍了推进短舱的设计过程，最后设计相应的控制系统，实现有人和远程遥控驾驶两种方式对波浪适应救助操控。 （2）通过Abaqus软件对设计的推进短舱进行有限元分析，预测其在航行过程中可能发生的任何失效，并对结构进行优化。新设计的动力系统改变了原救助船的重心和浮心位置，影响了救助船在水中的纵倾状态，计算救助船静水状态下的重心和浮心，分析了重心和浮心对救助船浮态的影响，确定了救助船静水中的艏艉吃水差。 （3）根据救助船静水阻力的分类，分析了各种阻力之间的相互关系，借助经验公式对救助船不同航速下所受的阻力进行估算。其次，基于Fluent中VOF多相流模型模拟救助船不同航速下的阻力。两种方法计算的结果比较并分析，根据计算的速度阻力关系求得救助船在不同航速下所对应的功率，最终得到有效马力曲线，依次选择相应马力的船外机。 （4）通过两种坐标系下的运动分析，建立救助船运动学模型；分析救助船的受力，针对救助船双推进、双片体的特点，构建其动力学模型，并依次构建了救助船的三自由度操纵性模型。借助MATLAB仿真其在不同航速、不同舵角以及差速运转情况下的操纵性能，根据仿真的旋回轨迹得到在定常回转运动中，救助船旋回操纵主要参数都符合标准规定的操纵性使用要求。 |
| 作者： | 罗宝顺 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 熊伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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