船舶操縱性指數(shù)K-T計(jì)算方法及其應(yīng)用研究.pdf

1、近些年來，為滿足世界貿(mào)易對海上運(yùn)輸日益增長的需要，船舶數(shù)量不斷增加，船舶呈現(xiàn)出專業(yè)化、大型化和高速化發(fā)展態(tài)勢，同時，船舶發(fā)生碰撞等海難事故的危險(xiǎn)性增加，使得航運(yùn)安全成為一個突出問題，對船舶操縱性的研究受到廣泛重視。船舶操縱性指數(shù)K、T是衡量船舶操縱性能的重要指標(biāo)之一，掌握船舶操縱性指數(shù)K、T對于操縱決策與安全航行具有重要意義。本文基于船舶操縱研究應(yīng)用需要，提出一種計(jì)算K、T指數(shù)的簡易計(jì)算方法，以彌補(bǔ)現(xiàn)有主要計(jì)算方法存在的不足，同時，對K

2、、T指數(shù)的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)本文在深入分析研究船舶操縱性指數(shù)K、T的物理意義及其主要計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，以船舶智能操控仿真平臺作為試驗(yàn)平臺，利用該平臺上集成的世界一流水平的DMI高精度船模進(jìn)行操縱試驗(yàn)，對K、T指數(shù)現(xiàn)有主要計(jì)算方法:Z形試驗(yàn)計(jì)算方法和回歸公式估算方法進(jìn)行分析研究。
　　(2)提出船舶操縱性指數(shù)K、T簡易計(jì)算方法。在深入分析船舶操縱性指數(shù)K、T的基礎(chǔ)上，提出基于船舶回轉(zhuǎn)運(yùn)動的K、T值

3、簡易計(jì)算方法，以Visual C++6.0作為編程工具進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)，并與現(xiàn)有的主要計(jì)算方法進(jìn)行對比驗(yàn)證及誤差分析。
　　(3)根據(jù)船舶操縱性指數(shù)在一階響應(yīng)數(shù)學(xué)模型中的應(yīng)用，利用MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)一階響應(yīng)模型對船舶旋回軌跡和首向角的仿真。根據(jù)船舶轉(zhuǎn)向過程中船舶重心與轉(zhuǎn)心的幾何關(guān)系，提出船舶回轉(zhuǎn)運(yùn)動中船舶重心與轉(zhuǎn)心的函數(shù)關(guān)系式，并與船模旋回試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，據(jù)此提出K、T指數(shù)的一種驗(yàn)證方法，同時利用Simulink進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)。

4、r>　　(4)船舶操縱性指數(shù)K、T值的應(yīng)用優(yōu)化。對K、T指數(shù)在計(jì)算船舶轉(zhuǎn)頭慣性角、轉(zhuǎn)向角以及確定船舶最小碰撞距離等方面的應(yīng)用進(jìn)行改進(jìn)，通過分析不同舵角下的K、T值，針對所操舵角的不同，使用當(dāng)前舵角對應(yīng)的K、T值進(jìn)行計(jì)算，以提高船舶操縱的精度。
　　(5)船舶操縱性指數(shù)K、T值的應(yīng)用拓展。利用MATLAB設(shè)計(jì)K、T指數(shù)應(yīng)用仿真界面(GUI)，便于實(shí)際應(yīng)用。將獲得的較高精度船舶操縱性指數(shù)K、T通過船舶運(yùn)動響應(yīng)模型，應(yīng)用于智能VTS的研