全航速减摇鳍建模与仿真研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:yusijin11
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船舶在航行过程中,由于受到风、浪、流等干扰因素的影响,不可避免的会产生摇荡,在船舶六自由度运动中,横摇对船舶的影响最大。剧烈的横摇会对船上的设备安全性,乘员的舒适性造成不利影响。为了减轻横摇,人们发明了各式各样的减摇设备,减摇鳍是当前应用最广泛同时也最有效的主动减摇装置。然而传统减摇鳍只能在中高航速下减摇,当船舶处于系泊状态或需要工作在低航速下时,则无法进行有效减摇。随着船舶与海洋工程的发展,人们对船舶稳定性的要求越来越高,研究全航速范围内减摇装置就具有很重要的现实意义。首先,论文介绍了几种比较常见的减摇装置,重点分析了零低航速鳍的工作原理.。考虑到零低航速鳍与中高航速鳍的匹配度,选择了纵向主动拍动作为全航速减摇鳍的工作方式。其次,利用流体力学知识建立零低航速和中高航速鳍的升力模型。然后,运用Gambit软件建立鳍的二维物理模型,并导入流体力学软件Fluent中,采用动网格技术对鳍的动态水动力特性进行数值仿真,得出不同条件下拍动鳍上产生的升力特性曲线,进而得出影响鳍上升力的因素,为减摇鳍的增升提供理论依据。最后,制定全航速下减摇鳍的控制原则,建立并仿真船舶的海浪干扰模型,分别设计零低和中高航速下的PI[D控制器。仿真实验取得了较好的减摇效果,验证了全航速减摇鳍理论上的可行性。
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