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_内波流_对动力定位船安全作业的影响及对策
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船舶操纵考试要点
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内河船舶操纵及避碰决策优化研究
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研究生姓名
指导教师姓名――型盟堡一职称―j堑_壹L学位―亟±一
申请学位级别
论文提交日期
2012．5 论文答辩日期
学位授予单位峦墨垄墨盘鲎学位授予日期
答辩委员会主席 互查童：2
独创性声明
本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工
作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的
地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不
包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的
材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中
作了明确的说明并表示了谢意。
签名：笠垒二
日期：礁坠圭：；竺
学位论文使用授权书
本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，
即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电
子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学
位论文的全部内容
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40万吨级大型散货船操纵性研究
【摘要】：随着世界经济全球化的脚步不断加快,全球贸易量也在快速增长,而承担着全球贸易90%以上货物流通的水上运输也面临着新的机遇与挑战,特别是全球对煤和铁矿石等能源的需求促进了散货船的大型化,然而,大型散货船海事事故时有发生,针对其操纵性的研究也成为了很多学者关心的课题,特别是近年来40万吨级矿砂船的出现给船舶驾驶员带来了新的机遇与挑战。
本文在查阅、整理大量参考文献资料的基础上,了解了国内外学者对大型散货船和其操纵性能研究的现状。然后结合日本MMG分离建模的思想对大型散货船进行建模。接着以40万吨矿砂船VALE BRASIL为研究对象,在介绍其基本船(?)和操纵特点的基础上,运用MATLAB数学工具语言中的Simulink工具箱对船舶在无风流、有风流等航行环境下的旋回运动、惯性运动、紧急停船运动进行了模拟仿真,并且将试验数据与实船数据进行了比对,分析了该模型的精确度和工程(?)性。
太课题的研究结果描述了大型散货船船的整体操纵性能,为使驾引人员更好的掌握该船型的操纵特点提供了一些参考意见,同时,对航海模拟器的研制开发提供了一定的理论依据。
【关键词】：
【学位授予单位】：大连海事大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：U674.134【目录】：
摘要5-6ABSTRACT6-9第1章 绪论9-14 1.1 课题背景及其意义9-10 1.2 课题研究现状10-13
1.2.1 对船舶操纵性方面的研究综述10-11
1.2.2 对船舶数学模型建立方法的研究综述11-12
1.2.3 对大型散货船舶操纵性的研究综述12-13 1.3 本文研究的内容13-14第2章 大型散货船特性介绍14-19 2.1 大型散货船的发展14 2.2 大型散货船船型特性14-17
2.2.1 散货船的船型分类15
2.2.2 大型散货船船型特点15-16
2.2.3 大型散货船首尾结构特点16-17
2.2.4 大型散货船货舱特点17 2.3 大型散货船舶的操纵特性17-19第3章 船舶运动数学模型19-42 3.1 船舶运动的坐标系统和方程19-25
3.1.1 船舶运动的坐标系以及坐标系内各运动物理量间的关系19-21
3.1.2 大型散货船运动方程的建立21-23
3.1.3 参数的无量纲化23-24
3.1.4 作用于船体上的力24-25 3.2 计算船体流体动力及力矩的数学模型25-31
3.2.1 计算船舶流体惯性力及力矩的数学模型25-26
3.2.2 计算船舶流体粘性力及力矩的数学模型26-27
3.2.3 贵岛模型27-31 3.3 计算船舶的主动力的数学模型31-35
3.3.1 计算螺旋桨推力的数学模型31
3.3.2 计算船舶螺旋桨推力系数和转矩系数的数学模型31-34
3.3.3 计算船舶主机控制的数学模型34-35 3.4 计算舶舵及舵机的数学模型35-40
3.4.1 计算舵压力的数学模型36-37
3.4.2 计算舶舵处来流有效流速及冲角的数学模型37-39
3.4.3 系数aH,xH,xR,tR的计算39-40
3.4.4 舵机模型40 3.5 计算船舶干扰力及力矩的数学模型40-42
3.5.1 计算风的干扰力的数学模型41
3.5.2 计算船舶流干扰力的数学模型41-42第4章 大型散货船舶的运动仿真42-55 4.1 大型散货船舶操纵过程的计算机实现42-46
4.1.1 计算机仿真特点42
4.1.2 船舶运动方程的数值解法42-44
4.1.3 标准仿真程序框架44-45
4.1.4 主程序流程图45-46 4.2 旋回运动仿真46-50
4.2.1 压载全速有风旋回运动仿真47-48
4.2.2 压载半速无风旋回运动仿真48-49
4.2.3 仿真数据与实船数据的比对分析49
4.2.4 大型散货船旋回运动特点49-50 4.3 惯性试验仿真50-52 4.4 紧急倒车运动仿真52-55
4.4.1 全速前进到全速后退52-53
4.4.2 半速前进到全速后退53-55第5章 结论与展望55-56参考文献56-59致谢59-60研究生履历60
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