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《探析拖航的運(yùn)動建模與仿真》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文拖航的運(yùn)動建模與仿真姓名：李強(qiáng)申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：交通信息工程及控制指導(dǎo)教師：洪碧光20090601中文摘要摘要本文以船舶平面操縱運(yùn)動數(shù)學(xué)模型為理論基礎(chǔ)，吸取了分離型建模(MMG)的思想，建立了包括船體、螺旋槳、舵單獨(dú)性及其各部分之間的相互干涉的數(shù)學(xué)模型，充分考慮了港內(nèi)操縱時(shí)淺水對拖航操縱性的影響，結(jié)合前人的研究成果建立一個(gè)完整的包括拖船、拖纜和被拖船的拖航操縱的數(shù)學(xué)模型；用龍格一庫塔法對操縱運(yùn)動方程的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行解算，并采用MATLAB數(shù)學(xué)工具語言中的Simulink工具箱對拖航的操縱運(yùn)動進(jìn)行仿真，本文對拖航操縱的研究采用定量和
2、定性相結(jié)合的方法，詳細(xì)研究了拖航在靜水、風(fēng)流中的運(yùn)動情況，以及影響拖航偏蕩的因素。為保證無動力(因客觀因素失去動力)船舶在海上的安全運(yùn)行，拖船拖帶己成為不可缺少的重要手段，因此，對拖航的操縱性能的研究顯得尤為重要。通過本論文的研究，得出以下結(jié)論：被拖船的運(yùn)動是由拖纜力以及被拖船水動力的耦合決定的，因此，拖航時(shí)會產(chǎn)生偏蕩現(xiàn)象，即被拖船軌跡會在預(yù)定航跡線左右產(chǎn)生周期性的偏轉(zhuǎn)。同時(shí)，被拖船的運(yùn)動情況會反作用于拖船。風(fēng)、流等外界干涉力會對拖航的運(yùn)動情況產(chǎn)生影響。風(fēng)會對拖航產(chǎn)生一定的偏航角，且隨著受風(fēng)面積的增大而增大。流的作用使拖航整體偏移，對偏蕩程度的影響較小。除風(fēng)
3、、流外，拖航速度、拖纜長度、拖帶點(diǎn)在被拖船的位置、被拖船的載況與浮態(tài)、水深、拖船航向控制器的參數(shù)均會對拖航的偏蕩產(chǎn)生影響。本課題的研究結(jié)果比較客觀地描述了拖航運(yùn)動特性，對駕駛?cè)藛T安全的操縱船舶有著理論上的指導(dǎo)意義，為拖航操縱安全評估提供了理論參考依據(jù)，同時(shí)也為航海模擬器的研制與開發(fā)提供一定的理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：船舶操縱性；建模；船舶運(yùn)動仿真；拖航；偏蕩英文摘要ABSTRACTInordertostudythemaneuverabilityofTow,thisarticlegivesamathematicalmodelonthebaseoftheshipmane
4、uveringmathematicalmodelonwatersurface，AccordingtoMMG’Sseparatedmodelingtheory,theformulasforcalculatinghullhydrodynamicforce，rudderforceandpropellerforcearepresented，andthehydrodynamicinteractionamongthem；Aintegratedshallowwaterandlowspeedmathematicalmodelforsimulatingshipmaneuver
5、ingwithcableforceispresentedinthispaper,ThepapercalculatetheequationofmaneuveringmathematicalmodelbyRunge-Kuttamethod，andtheshipmaneuveringsimulationresearchesarecardedoutbyuseoftheMATLAB’SSimulinkToolboxinthispaper．Adoptthemethodofquantitativeandqualitativeanalysis，thepaperdiscuss
6、esthemotionoftowincalmwater,windandstream．Theseatowinghasbecomeanimportantwaytoinsurethesafenavigationofnonepowervessel(includingthevessellosepower)．So，ithasgreateffecttostudythetow’Smotion．Thestudyhasobtainedthefollowingconclusion：Thetowedvesselhasslewingsituation．duetotheforcewhi
7、chincludingcableforceandhydrodynamicforce，andthismotionCanaffectbacktotowingvessel．Theoutsideforcethatincludeswindandstreamhasanimpactonthetow’Smotion．AcertainyawanglewillbeproducedduetotheWind，andwillincreaseswiththeareaaffectedbythewindincreases．Cross—streamontheextentoftheimpact
8、ofbiasedswingwasless．butth
