探索风中单锚泊船偏荡运动及走锚过程的仿真研究

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1、大连海事大学硕士学位论文风中单锚泊船偏荡运动及走锚过程的仿真研究姓名：裴景涛申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：洪碧光20100601英文摘要摘要众所周知，大风浪中锚泊船偏荡运动是造成船舶走锚的主要原因，其后果可能造成碰撞：搁浅等海难事故。锚泊船仅处于均匀流场且流速较小时偏荡运动比较微弱，只处于涌浪或波浪中时偏荡运动非常微弱，因此强风是产生锚泊船偏荡运动的主要原因，故而研究强风中锚泊船偏荡运动规律显得尤为重要。自20世纪60年代以来，国内外众多学者从不同角度和深度对锚泊船的偏荡运动进行过理论研究和实验分析，为后人的研究奠定了良好的基础。

2、尽管如此，近年来锚泊偏荡引起的海难事故还时有发生，因此在前人的基础之上进一步研究强风中锚泊船的偏荡运动规律以及锚泊船走锚后的运动规律，可为驾驶人员安全锚泊提供参考依据，具有重要的现实意义和实践意义。本文采用MMG建模的思想，对大家通常采用的几种低速域、大漂角水动力模型的仿真结果进行分析比较后，最终确定以芳村的低速域、大漂角水动力模型为基础，并加入浅水修正之后建立相对可行的单锚泊船偏荡运动的数学模型。本文利用MATLAB语言开发了锚泊偏荡运动与走锚过程仿真平台，并采用四阶龙格一库塔法对操纵运动方程进行解算，对锚泊船的偏荡运动进行了模拟仿真。通过定性分析和

3、定量计算，仿真结果与实验结果比较表明本文所建立的模型是合理的。对仿真结果进行分析比较，得出不同风力、不同出链长度、不同载况、不同船型和不同纵倾姿态对单锚泊船舶偏荡运动的影响。本文在锚泊船偏荡运动的基础之上，又建立了锚泊船走锚运动数学模型，研究了走锚后船舶的运动姿态。本课题的研究，对风中锚泊船偏荡运动中船舶走锚数学模型的建立进行了初步探索，为今后进行更为完善的锚泊船走锚运动过程的仿真研究提供了借鉴。本课题的研究结果可为船舶驾驶人员采取措施、保证船舶在强风中安全锚泊以及锚泊船走锚后采取相应的措施提供参考。关键词：大风；浅水；低速；单锚泊；锚泊偏荡；走锚英文

4、摘要ABSTRACTItiswellknownthattheshipyawingatanchoristhemainreasonthatitcausesanchoringvesselstodrag，andtheconsequencesmayresultincollisionandagroundandSOon．Anchoringboatsgenerateyawingweaklyonlyinuniformflowthatflowvelocityisratherweaker,andSOisinthewavesandsurges．Consequentlythes

5、trongwindisthemainreasonthatcausesanchoringvesselstoyaw．Soitisextremelyimportanttostudstheregulationsofanchoringvesselsyawingmovement．Sincethe1960s，manydomesticandforeignscholarshaveconductedexperimentalanalysisandtheoreticalresearchindifferentperspectivesanddepths，whichhasbeenl

6、aidagoodfoundationforUS．Nevertheless，theaccidentssometimesOCCurduetoanchoringvesselsyawinginrecentyears．Sofurtherstudyonthebiasswinginganddraggingregulationsinthesgongwindprovidesreferencesforthesafetyofanchoringandhaspracticalsignificance。ThispaperadoptsMMGmodelingideas．Several

7、ofthefrequentlyusedlow-speeddomain，largedriftanglehydrodynamiemodelsimulationresultswerecompared．ItprovidesamathmodelwhichconnectedwithYoshimuramodel．Anintegratedshallowwaterandlowspeedmathematicalmodelforsimulatingshipslewingmotionispresentedinthispaper．UsingMATLABlanguage，this

8、paperdevelopedsimulationplatformformotioncontro