维修母船稳性的研究与分析

发布时间：2017-07-31 21:05

  本文关键词：维修母船稳性的研究与分析

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【摘要】：稳性作为维修母船最重要的性能参数之一,是保证维修母船安全航行及作业的基本保障。维修母船的浮态、稳性力臂是进行稳性计算的主要内容,直接关系到维修母船航行及作业的安全性。随着现代化计算机技术的发展,维修母船稳性计算程序向高效化、智能化、及多功能化方向发展。所以本文更多的是借助计算机强大的计算功能、仿真功能进行计算、设计与研究。本文的主要研究内容如下:(1)由于维修母船工作环境恶劣,船体在作业过程中需要进排水,子船的进出船坞等因素导致浮态变化较大,并且稳性作为维修母船十分重要的指标,对数据精确度的要求很高。所以,本文改变了传统的稳性算法,通过迭代求解母船浮态,进而求解母船稳性力臂的办法,力求准确计算出实际的稳性情况。并且通过实例进行求解验证,实验结果表明,这种方法具有可行性。(2)本文同时探讨了优化方法在对维修母船的浮态进行实时调节中的应用,结合工程实际问题,依据静力学力平衡原理,以实际工程需要为目标,以各调节水舱实时水位为自变量,建立维修母船配载数学模型。针对该模型,采用Matlab软件进行编程计算,求出有效的配载方案,以及Simulink进行仿真计算,求出稳性最好的配载方法。计算结果表明该算法对稳性最优解的求解具有可行性,同时该方法简便,思路清晰,结合现在计算机强大的计算功能,适用广泛,可显著提高工作效率。(3)不同于一般民用船只会回避恶劣的海况以及控制装载方案使其在安全范围以内,并且出于经济性考虑,不愿承担高额的研发及营运费用,维修母船在执行军事任务时,任务重要性及紧迫性常常迫使母船冒极大的风险出航。在作业过程中,稳性的变化很大,有时超出允许的稳性范围也不自知。这时,一套准确、高效的稳性监测系统就显得十分必要,能够让维修母船操作人员实时精确的了解军舰稳性状况。所以本文在最后讨论了稳性监测系统,能够为船员提供一个更直观的平台,能够为母船操作人员提供实时精确的军舰稳性状况,以便做出正确的判断。
【关键词】：维修母船 稳性 迭代求解 监控系统 配载
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U661.22
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 绪论13-23
• 1.1 课题研究背景13
• 1.2 维修母船简介13-16
• 1.2.1 维修母船的分类15
• 1.2.2 船坞的主要设备简介15-16
• 1.3 国内外研究现状16-20
• 1.3.1 稳性的国内外研究现状16-19
• 1.3.2 控制和计算方法的国内外研究现状19-20
• 1.4 本文的主要研究工作20-23
• 1.4.1 维修母船稳性的求解方法分析20-21
• 1.4.2 维修母船配载方法的研究21
• 1.4.3 稳性的实时计算和监控21-23
• 第2章 维修母船稳性的求解23-43
• 2.1 维修母船进排水过程24-26
• 2.1.1 普通进排水操作过程24-25
• 2.1.2 紧急排水操作过程25-26
• 2.2 传统稳性研究方法26-27
• 2.3 稳性算法设计27-32
• 2.3.1 重量以及重心计算27-28
• 2.3.2 模块化重心计算28-30
• 2.3.3 维修母船浮态计算30-31
• 2.3.4 维修母船稳性计算31-32
• 2.4 误差对维修母船稳性计算的影响32-34
• 2.4.1 利用传感器测量时的修正32-33
• 2.4.2 自由液面修正后的重心位置33-34
• 2.5 波浪对维修母船稳性的影响34-37
• 2.5.1 船舶在波浪中的稳性研究现状34
• 2.5.2 船舶在波浪中的运动34-35
• 2.5.3 维修母船在波浪中的稳性计算方法35-37
• 2.6 实例计算37-41
• 2.6.1 维修母船相关参数:37-38
• 2.6.2 重量和重心位置计算38-39
• 2.6.3 浮态和稳性计算39-40
• 2.6.4 波浪对母船稳性的影响40-41
• 2.6.5 计算结果分析41
• 2.7 本章小结41-43
• 第3章 维修母船的配载方法研究43-55
• 3.1 数学模型43-44
• 3.1.1 设计变量43
• 3.1.2 计算思路43-44
• 3.2 数学计算仿真模型44-45
• 3.2.1 软件简介44-45
• 3.2.2 仿真模型建立45
• 3.3 实例计算45-53
• 3.3.1 满足母船基本特性的配载方法求解48-49
• 3.3.2 Simulink与SQL Server 2000数据库联接49-51
• 3.3.3 计算结果分析51-53
• 3.4 本章小结53-55
• 第4章 维修母船实时稳性监控系统开发55-67
• 4.1 完整稳性监测系统功能需求分析55-56
• 4.2 系统开发工具56-60
• 4.2.1 虚拟仪器技术57-58
• 4.2.1.1 虚拟仪器的构成57-58
• 4.2.1.2 图形化编程语言58
• 4.2.2 西门子 7-300特点及配置58-59
• 4.2.3 343-1 以太网通讯模块59-60
• 4.3 基于OPC技术的通讯实现60-61
• 4.3.1 工业以太网的出现和发展60
• 4.3.2 SIMATIC NET工业以太网60-61
• 4.4 OPC技术61-62
• 4.4.1 OPC技术61
• 4.4.2 PLC与PC机的OPC通讯61-62
• 4.5 稳性实时监控系统的实现62-65
• 4.5.1 OPC Server的配置62-64
• 4.5.2 与机的连接64
• 4.5.3 监控界面效果图64-65
• 4.6 本章小结65-67
• 总结与展望67-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文73-75
• 致谢75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 刘阳;柳存根;;基于DELMIA的分段装配仿真研究[J];船舶工程;2012年06期

2 田佰军,杜嘉立;自由液面对船舶稳性影响的计算[J];航海技术;2003年04期

3 周瑞平;郭汝绯;;基于VB.NET的船舶稳性计算软件的设计和实现[J];造船技术;2008年04期

4 孙承猛;刘寅东;;一种船舶最小稳性和自由浮态计算的改进算法[J];中国造船;2007年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 董永杰;基于AutoCAD平台的浮体稳性研究及其应用[D];大连理工大学;2005年

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本文编号：601104