三体船回转操纵性能预报

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jinxiangjinshu
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当今世界,为了更好的开发利用海洋资源,各国都在努力地开发研制新船型,特别是高性能船舶。最近二十年,三体船作为最炙手可热的一种新的高性能船舶,得到了国内外研究人员的青睐,但是有关三体船性能方面的研究并不全面,大部分都是关于三体船的耐波性,船型的优化等方面,有关三体船操纵性方面还不是很深入,没有得到普遍的关注。而恰恰三体船的操纵性作为三体船的一种重要航行指标性能,无论对三体船的安全性还是经济性都有着决定性的影响。国际海事组织(IMO)在最近几年对船舶的操纵性能做出了相应的规范,对船舶航行时的操纵性能做出了严格的要求,这就要求我们在研究三体船时,需要加大对其操纵性能的研究。  有关船舶操纵性能的研究主要从以下三方面进行:船舶的回转性,船舶航行时方向的稳定性以及船舶航行的机动性。目前,研究船舶回转操纵性能主要是通过求解相应的水动力导数,得到水动力导数之后将其代入船舶的操纵运动方程,最后得到船舶在一定舵角下的运动轨迹变化。  本文在研究三体船的操纵性能时,主要从以下两个方向进行研究,一方面是三体船在静水中航行时的操纵性:采用 CFD方法,利用 Fine-Marine软件模拟计算了三体船在静水中的变舵角拖曳试验、PMM纯横荡试验和PMM纯艏摇试验,通过计算得到了三体船在静水中所受到的水动力和水动力导数;采用Fortran语言编制程序,通过求解操纵运动线性方程计算三体船在给定速度和给定舵角下的回转运动。另一方面研究分析了三体船在规则波浪作用下的操纵性能,主要是二阶波浪漂移力对三体船操纵性能的影响:采用商用 CFD计算软件Hydro-STAR,求取二阶波漂力,将其迭加到船舶运动线性方程中,采用Fortran语言编制程序计算三体船在规则波浪作用下的回转运动。  研究表明:三体船在静水中做回转运动时,随着舵角的增大,回转直径变小,满舵时达到最小值;三体船在波浪中做回转运动时,波浪频率和波高的增大会使三体船的慢漂现象更加明显,波浪与船体的遭遇角的改变会使三体船的回转运动轨迹发生相应的变化。
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