先令舵在船舶靠離泊中作用的仿真研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代化船舶的向大型化、專用化、高速化發(fā)展,相關(guān)從業(yè)人員對(duì)船舶操縱性的要求與日俱增。舵效控制船舶的能力始終是備受關(guān)注的問題之一,相關(guān)的研發(fā)工作也從未間歇。先令舵(SchillingRudder)作為一種新型舵,已逐漸運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營中,特別常見于大型油輪等肥大型船,以及大型集裝箱船等船型上。因其良好的水動(dòng)力特性,而得到普遍認(rèn)同,也為其進(jìn)一步推廣奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。利用其自力靠泊的理論,多是依靠實(shí)船試驗(yàn)獲得,而理論上的定性定量研究則相對(duì)較

2、少,因此研究先令舵的舵效問題,對(duì)實(shí)際操作具有重大現(xiàn)實(shí)意義。
　　 文章通過分離建模思想,以船體、螺旋槳、首側(cè)推、舵等部分的單獨(dú)性能為基礎(chǔ),分別建立獨(dú)立模型,而且加入各部分的相互干涉要素。同時(shí),對(duì)普通舵與先令舵的水動(dòng)力表達(dá)式進(jìn)行比較,先后應(yīng)用到船舶仿真模型中。在結(jié)合前人的研究成果的基礎(chǔ)上,充分考慮船舶港內(nèi)操縱常見的淺水、低速、大漂角等特點(diǎn),建立一個(gè)相對(duì)合理、完整的船舶靠離泊操縱的低速域運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型。模型中涉及到貴島模型和芳村模型,

3、在漂角大于30°時(shí)采用芳村模型,而漂角小于20°時(shí)采用貴島模型,漂角介于二者間則將兩個(gè)模型進(jìn)行內(nèi)插。而在考慮到淺水影響的過程中,則采用芳村的模型。
　　 利用MATLAB數(shù)學(xué)工具語言,開發(fā)了仿真平臺(tái),通過四階龍格一庫塔法,對(duì)所建立的船舶操縱運(yùn)動(dòng)方程的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行解算,并采用MATLAB中的Simulink工具箱,對(duì)船舶在港內(nèi)操縱、特別是靠離泊操縱進(jìn)行模擬仿真。在確保實(shí)船的試驗(yàn)結(jié)果己驗(yàn)證本模型正確性的基礎(chǔ)上,對(duì)裝配有先令舵的模擬船