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毕业论文网 > 开题报告 > 海洋工程类 > 船舶与海洋工程 > 正文

大型船舶港区水域操纵运动建模与仿真开题报告

 2021-02-24 10:02:01  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1研究目的:

近年来,造船与航运业快速发展起来,船舶已经向智能化、大型化、快速化和高性能化的方向发展。港区内大型船舶数量增多,体积增大,极大地增加了船舶在港区水域内的操纵难度,而且还使船舶在港区水域内的各种工作很不方便,甚至会出现各种危险。大型船船的船宽b、吃水t的数值都很大,而港区水域一般都是水深相对比较浅、可航行的宽度也有限制,也就是所谓的“受限水域”,当船舶行驶于这一类水域中,在岸壁附近,船舶周围特别是船体一侧的水流就会趋于激烈,导致船体周围的水流的流动变得不均匀,从而会产生一个横向力和偏航力矩,也就是所谓的“岸壁效应”,使得大型船舶旋回性能较深水中变差。同样的原理,当船舶行驶于浅水中时,会因船底部的水流速度加快,导致压力减小,从而产生了一个向下的吸力,使船舶发生“吸底现象”,严重时甚至会搁浅这便是“浅水效应”;同时,港区水域内可供操船的水域面积也比较小,一般情况下,无法满足自力操船所要求的水域范围,这些给船舶靠泊带来极大的安全隐患;国际海事组织(imo)自19世纪年代以来就一直致力于船舶操纵性能的检验标准的完善工作,加上各国相关管理部门,如船级社等对船舶操纵性能的逐渐重视,在很大程度上使船舶操作性在船舶设计阶段作为必须要考虑的因素。因而,在船舶设计的初始阶段,就必须将船舶的操纵性考虑在内。特别是近年来,大型船舶在港区内由于操纵性问题(人为的错误操作或船舶的操作性不好)引起的各类事故时有发生,见之于报道之中。船间效应,浅水效应等造成的影响占了举足轻重的作用,为了减少乃至避免事故的发生,对船舶在港区这一受限水域内的操纵运动仿真预报的重要性就不言而喻了。通过对船舶操纵运动进行仿真预报,可以让驾驶员更加清楚的发现自己在操纵上存在着的一些潜在的可以避免的危险因素,大大减少人为因素所造成的一些碰撞事故、搁浅事故的发生,使船舶的安全性大大提高。同时对船舶操纵系统的仿真还可以运用到模拟器的开放上,此类模拟器可以综合反映实际船舶在航运中的每时每刻的运动状态,可以解决实船试验的存在的一些难以避免的弊端,对于船舶的设计优化也有意义。

综上所述:从安全性角度来说,对于大型船舶港区水域的操纵运动的研究不仅可以使船员更好的了解船舶的操作性,从而可以找到在各种情况下最佳的操纵方案,可以尽可能的避免人为因素造成的事故;从舒适性角度来说,了解了船舶的操纵性能,可以更好地驾驶船舶,避免由于操纵不当带来的摇晃,使乘客更舒适;从经济角度来说,可以将船舶操纵运动仿真技术应用在船舶设计之初,大大节约船舶建造成本和时间。因此,对大型船舶在港区水域的操纵运动仿真预报的研究的重要性就不言而喻了。

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2. 研究的基本内容与方案

(1)基本内容:

1.进行毕业设计论文调查,广泛阅读文献,完成调查报告。

2.建立大型船舶港区操纵运动数学模型。

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3. 研究计划与安排

时间

周数

内容

要求

第1周

1

通过调研,收集资料,撰写完成开题报告、布置外文资料翻译任务,提交开题报告

提交开题报告

第2-3周

2

建立大型船舶港区操纵运动数学模型,提交大型船舶操纵运动数学模型报告

提交大型船舶操纵运动数学模型报告

第4-5周

2

参考相关文献资料计算方法,对大型船舶操纵运动水动力进行计算,提交操纵运动水动力计算报告

提交操纵运动水动力计算报告

第6-11周

2

编写相关程序代码,进行大型船舶港区操纵运动计算仿真及分析

提交大型船舶港区操纵运动计算仿真及分析报告

第12-13周

2

翻译外文资料、编写毕业设计论文报告,提交全部设计论文资料

提交全部设计论文资料

第14周

1

回修改,准备答辩


4. 参考文献(12篇以上)

【1】苏兴翘,高士奇,黄衍顺.船舶操作性.北京: 国防工业出版社, 1989. 1-2.

【2】乐美龙. 船舶操纵性预报与港航操纵运动仿真[M]. 上海: 上海交通大学出版社, 2004. 1-5.

【3】张淋.浅窄航道船舶操纵性能预报与运动仿真.江苏科技大学,2008.

【4】李学东.受限水域船间效应建模与仿真.大连海事大学,2010

【5】 A. Maimun, A. Priyanto #8657; , Rahimuddin, A.Y. Sian, Z.I. Awal, C.S. Celement, Nurcholis, M. Waqiyuddin. A mathematical model on manoeuvrability of a LNG tanker in vicinity of bank
in restricted water,2012

【6】刘挺.大型集装箱船舶操纵控制建模与仿真的研究.大连海事大学,2010

【7】吴 晞, 李宇辰, 韩晓光.大型船舶在狭水道浅水域航行的水动力特性,2014
【8】张欢.考虑浅水效应的船舶操纵运动数值模拟.重庆交通大学,2015

【9】 何舒.浅水对低速船舶舵效影响的研究.大连海事大学,2010

【10】贵岛胜朗. 深水域浅水中船舶操纵性的预报方法. 舰船力学情报, 1992 (2).

【11】盛子寅. 浅水中船体操纵水动力导数的计算[J]. 中国造船, 1982, (3): 31-42.

【12】Varyani, K.S., McGregor, R.C. and Wold, P. Identification of Trends in Extremes of Sway-Yaw
Interference For Several Ships Meeting In Restricted Waters[J]. Ship Technology Research, 2002,
vol 49: 174-191.

【13】Kijima, K. Ship Maneuverability in Shallow Water. 25th ONR Symposium on Naval
Hydrodynamics, St. John’s, Canada.

【14】元良诚三著, 苏兴翘译. 船舶及海洋构造物动力学[M]. 天津: 天津大学出版社, 1992. 99-114.

【15】熊新民, 吴秀恒. 自由面和岸壁对限制航道中船舶操纵性水动力的影响[J]. 中国造船, 1994,
(1): 34-44.

【16】於健. 浅狭航道中船舶操纵性能的研究[J]. 中国航海, 1996, (1): 13-18.

【17】张谢东, 刘祖源. 船舶超越时相互作用力理论计算[J]. 武汉交通科技大学学报, 1997, (3):
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【18】Li, D.Q., Ottoson, P. and Tr#228;gardh, P. Prediction of Bank Effects by Model Tests and Mathematical Models. MARSIM’03, Kanazawa, Japan, 2003.

【19】Vantorre, M., Delefortrie, G., Eloot, K., andLaForce, E. Experimental Investigation of Ship-bank
Interaction Forces. MARSIM’03, Kanazawa, Japan, 2003.

【20】周昭明, 冯悟时, 盛子寅. 常规运输船舶操纵性预报方法的探索[C]. 第三届船舶操纵性学术讨论会论文集, 1983: 86-98

【21】 周昭明, 盛子寅,冯悟时. 多用途货船的操纵性预报计算[J]. 船舶工程, 1983, (6): 21-29.

【22】刘畅, 朱仁庆, 杨松林. 船舶操纵运动预报计算及三维仿真[J]. 江苏船舶, 2002, 19(4): 4-8.

【23】陈哲, 谢世平. 浅析浅水对船舶操纵的影响[J]. 重庆交通学院学报, 2002, 21(4): 119-122.

【24】付卫华. 船舶操纵运动数值模拟[D]. 武汉: 武汉理工大学, 2003. 38-51.

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