馬建文++涂興華+吳小峰張強
摘要:為在航海模擬器中充分體現(xiàn)船舶操縱運動的響應(yīng)特性,提高模擬逼真度,保證教學效果,對船舶多自由度操縱運動進行建模與仿真研究,其中較為完整地考慮了耦合的縱向、橫向、艏向、橫搖及縱搖運動.根據(jù)MMG建模思想分析船舶耦合的橫搖和縱搖運動規(guī)律,在常規(guī)的三自由度船舶運動方程的基礎(chǔ)上,建立多自由度耦合船舶運動方程,并設(shè)計相應(yīng)的數(shù)值求解方法.針對一個雙槳雙舵小型目標本船,根據(jù)經(jīng)驗公式并結(jié)合實船操縱經(jīng)驗,建立具體的本船操縱運動模型;通過數(shù)值仿真定性研究其在各種情況下的操縱運動.仿真得到的運動規(guī)律與實船運動規(guī)律一致,說明運動方程及本船模型可以較為真實地反映實船運動規(guī)律.
關(guān)鍵詞: 船舶操縱性; 數(shù)值仿真; 航海模擬器
中圖分類號: U661; U666.158 文獻標志碼: A
3結(jié)束語
為真實體現(xiàn)船舶在不同操縱情況下的運動響應(yīng)規(guī)律,采用基本的MMG模型,給出多自由度耦合的操縱運動模型,完整計入縱向、橫向、艏向、橫搖和縱搖5個自由度之間的耦合作用.根據(jù)航海模擬器運算特點,給出了簡化的數(shù)值計算方法.針對一小型高速船,展開仿真研究,仿真結(jié)果表明:船舶在加減速、回轉(zhuǎn)等過程中表現(xiàn)出的運動規(guī)律,與實船經(jīng)驗運動規(guī)律符合得很好,能夠真實反映船舶運動響應(yīng)規(guī)律.
參考文獻:
[1]
洪碧光. 船舶操縱[M]. 大連: 大連海事大學出版社, 2008: 1737.
[2]樂美龍. 船舶操縱性預(yù)報與港航操縱運動仿真[M]. 上海: 上海交通大學出版社, 2004: 615.
[3]平野雅祥. 初期設(shè)計時にぉけゐ船の操縦運動計算法につぃて[C]// 日本造船學會論文集第147號. 日本: 日本造船學會, 1980: 144153.
[4]青木伊知郎. 実船の操縦性能推定法に関する研究[C]// 日本船舶海洋工學會論文集第3號. 日本: 日本船舶海洋工學會, 2006: 157165.
[5]徐東星, 張秀鳳, 劉春雷, 等. 大型LNG船舶四自由度運動建模與仿真[J]. 上海船舶運輸科學研究所學報, 2015, 38(3): 1519.
[6]張心光, 鄒早建. 基于支持向量回歸機的船舶操縱響應(yīng)模型辨識[J]. 上海交通大學學報, 2011, 45(4): 501504.
[7]王雪剛, 鄒早建, 任如意, 等. 基于支持向量機的四自由度船舶操縱運動黑箱建模[J]. 中國造船, 2014, 55(3): 147155.
[8]賈欣樂, 楊鹽生. 船舶運動數(shù)學模型——機理建模與辨識建模[M]. 大連: 大連海事大學出版社, 1999: 141167.
[9]SEO MG, KIM Y. Numerical analysis on ship maneuvering coupled with ship motion in waves[J]. Ocean Engineering, 2011, 38(17/18): 19341945. DOI: 10.1016/ j.Oceaneng.2011.09.023.
[10]周昭明, 盛子寅, 馮悟時. 多用途貨船的操縱性預(yù)報計算[J]. 船舶工程, 1983(6): 2129.
[11]KIJIMA K, KATSUNO T. On the manoeuvring performance of a ship with the parameter of loading condition[J]. Journal of the Society of Naval Architects of Japan, 1990, 168(2): 141148.
[12]芳村康男. 淺水域の操縱運動數(shù)學モデルの檢討–MMGモデルの淺水域に用くについて[J]. 關(guān)西造船協(xié)會志, 1986, 200: 8594.
[13]惠小鎖. 船舶4自由度響應(yīng)型數(shù)學模型的研究[D]. 大連: 大連海事大學, 2010.
(編輯賈裙平)