风载荷对定位精度的影响研究

发布时间：2017-08-22 18:30

  本文关键词：风载荷对定位精度的影响研究

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【摘要】：船舶在航行或定位过程中会受到风场的作用,因此准确评估船舶承受的风载荷对预报船舶的运动必不可少,并且其与船舶推进性能、系泊性能、操纵性能和稳定性等方面的分析也有关联。对风载荷评估的传统处理方法是进行风洞试验或直接采用经验公式估算,从而获得风载荷系数。但风洞实验这种方法试验花费的费用较高,在某些工程应用中往往由于经费的限制无法实施,且经验公式估算法也有一定的局限性,由于估算公式多基于一般针对已有的通用型船型,虽然具有广泛的通用性,单针对具体船舶是估算结果精度不高,因此需要寻求其他方法的帮助。为了有效地量化风扰动对船舶动力定位的影响,建立风扰动模型,基于MATLAB软件平台建立关于风力扰动的仿真平台,可以模拟任意风速和风向条件下的海洋环境对动力定位船舶的影响。以海洋石油681为母型船,通过改变风速和风向角度在所建立的仿真平台仿真计算。运用经验公式与matlab仿真平台相结合的方法,进行动态仿真,然后对船舶在风扰动的影响下的动态仿真结果进行分析,进而研究风载荷的特性对动力定位的影响。研究可以用于动力定位船舶控制器的优化设计。
【关键词】：风载荷 动态仿真 海洋石油681
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U664.82
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题的研究背景和意义9-11
• 1.2 船舶动力定位系统11-13
• 1.3 风载荷对动力定位系统的影响13-14
• 1.4 国内外研究现状14-17
• 1.5 本文研究的主要内容17-18
• 第2章 动力定位船舶数学模型18-31
• 2.1 坐标系统的介绍18-21
• 2.2 船舶运动数学模型21-23
• 2.3 船舶的动力学模型23-28
• 2.3.1 船舶低频运动模型24-27
• 2.3.2 船舶的高频运动模型27-28
• 2.4 海洋环境的数学模型28-30
• 2.4.1 海洋环境风力的数学模型28
• 2.4.2 浪的干扰力数学模型28-29
• 2.4.3 流的干扰力数学模型29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 船舶风载荷的理论计算31-43
• 3.1 船舶静止时的风载荷31-35
• 3.2 船舶运动时的风载荷35-36
• 3.3 两种常见的船舶风载荷系数计算方法36-42
• 3.3.1 基于Helmholtz-Kirchhoff金属板的计算方法36-38
• 3.3.2 Isherwood基于线性回归法的计算方法38-39
• 3.3.3 不同计算方法的比较与分析39-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第4章 风载荷对动力定位船舶作用特性仿真研究43-70
• 4.1 静态风载荷对动力定位船舶作用特性仿真研究43-60
• 4.1.1 风的时域仿真43-44
• 4.1.2 仿真策略44-48
• 4.1.3 风速改变时静态风对船舶的作用特性研究48-53
• 4.1.4 风向角改变时静态风对船舶的作用特性研究53-60
• 4.2 动态风载荷对动力定位船舶作用特性仿真研究60-69
• 4.2.1 仿真策略60-62
• 4.2.2 风速改变时对船舶位置影响研究62-64
• 4.2.3 风向角改变时对船舶位置影响研究64-66
• 4.2.4 动态风周期改变时对船舶位置影响研究66-69
• 4.3 本章小结69-70
• 第5章 结论70-71
• 参考文献71-74
• 致谢74-75
• 研究生履历75-76
• 附录76-78

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本文编号：720727