拖航系統(tǒng)操縱性研究.pdf

1、本文研究了拖航系統(tǒng)操縱性。 操縱性是船舶航行的重要性能之一，船舶操縱性能的好壞對(duì)航運(yùn)安全有非常大的影響。隨著航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，世界各國船舶檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)及國際組織不斷加強(qiáng)對(duì)船舶操縱性的要求。相應(yīng)的，對(duì)于船舶操縱性的研究也越來越受到各方面的重視。 以往對(duì)于船舶操縱性的研究多集中于對(duì)于單船的研究，而對(duì)拖航系統(tǒng)的研究則相對(duì)較少。隨著全球經(jīng)濟(jì)及航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，包括港內(nèi)助拖、海上救助以及海洋工程物遠(yuǎn)洋拖帶在內(nèi)的海上拖航作業(yè)不斷增加。與此同時(shí)，

2、以往的海上拖航作業(yè)中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生拖纜受力過大發(fā)生斷裂，施放長度不合理引發(fā)拖纜拖底，被拖船在拖航中產(chǎn)生較大偏蕩等嚴(yán)重影響航行安全的事故，以往的拖航作業(yè)也大多以依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作為主，缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)。因此研究拖航系統(tǒng)的操縱性問題對(duì)于保證海上拖航作業(yè)的安全有著重要的意義。 首先，在MMG分離式船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，建立了拖航系統(tǒng)的操縱運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系，并根據(jù)該坐標(biāo)系中各參量的幾何關(guān)系以及單船的操縱運(yùn)動(dòng)方程，構(gòu)建了完整的由拖船-拖纜-被

3、拖船組成的拖航系統(tǒng)的操縱運(yùn)動(dòng)方程。選用懸鏈線模型，作為計(jì)算拖纜張力的公式。在上述拖航系統(tǒng)操縱運(yùn)動(dòng)方程的基礎(chǔ)上，編制計(jì)算機(jī)程序，使用龍格—庫塔法求解各相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)量的數(shù)值解，實(shí)現(xiàn)了拖航系統(tǒng)在時(shí)域內(nèi)的操縱運(yùn)動(dòng)仿真。 隨后，建立了拖航系統(tǒng)的線性擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程組，通過數(shù)值計(jì)算，求出擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)微分方程組系數(shù)矩陣的所有特征值。根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定性理論的相關(guān)知識(shí)，通過判斷這些特征值的正負(fù)符號(hào)，可以確定拖航系統(tǒng)在某一初始狀態(tài)下的航向穩(wěn)定性情況，并繪制出拖