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船舶运动的风浪影响建模与仿真研究
| 论文题名： | 船舶运动的风浪影响建模与仿真研究 |
| 关键词： | 船舶运动;风浪;建模;海况;运动仿真;航行性能;运动规律;运动方程;仿真系统;显示模型;六自由度;三维仿真软件;三维场景显示;曲线;波浪;螺旋桨推力;流体惯性力;综合作用;实时运动;升沉运动 |
| 摘要： | 船舶的运动是一个非常复杂的过程,尤其在风浪中。很久以来,人们对船舶性能的研究大多注重于在静水中的性能,而实际上船舶是要航行在波涛汹涌的水面上。大量事实证明,一艘在静水中航行性能优良的船舶,在波浪中的航行性能并不一定是优良的。因此,研究船舶在波浪上的航行性能具有十分重要的意义。本文的主要工作就是研究船舶在不同海况的风浪作用下的运动仿真。 在经典的三自由度分离型模型的基础上,建立了包括横荡、纵荡、垂荡、横摇、纵摇及艏摇等运动的船舶六自由度运动方程。并分别建立了船舶所受的流体惯性力、流体黏性力、螺旋桨推力、舵力以及波浪的干扰力的模型。实现船舶在多种力综合作用下的运动仿真。 在所建立的仿真系统中,实现了各个力学模型的解算,和对船舶六自由度运动方程的求解,只要获得船型参数和海况等参数资料,就可以在一定精度下仿真出船舶的各种运动情况;系统还增加了一些附加功能,可以实时显示模型中的一些参数变化,可以修改船舶及海浪参数,改变海况,绘制船舶实时运动的曲线等;同时系统又是一个三维仿真软件,实现了实时海况下船舶运动的三维场景显示。 在所建立的仿真系统的基础上,对横摇角、纵摇角及升沉量在不同海况下的变化规律进行分析。绘制大量横摇、纵摇及升沉运动的仿真曲线,分三种情况对船舶运动规律进行讨论:船舶在同一海况不同遭遇角下、同一海况不同船速下和不同海况相同遭遇角下等情况。通过对大量曲线的总结分析,得出多种海况下的若干船舶运动规律,为在风浪中运动的船舶的安全航行提供参考。 |
| 作者： | 孙凌丽 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 陆军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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