内河限制航道客船操纵运动建模与仿真

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1、分类号U491单位代码10618密级学号2120112005硕士学位论文内河限制航道客船操纵运动建模与仿真研究生姓名：袁浩导师姓名及职称：谭家万副教授申请学位类别工学硕士学位授予单位重庆交通大学一级学科名称交通运输工程提交日期2015年4月20日二级学科名称交通信息工程及控制论文答辩日期2015年5月31日2015年6月10日Thepassageship’smotionmodelingandsimulationintherestrictedriverADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandid

2、ate：YuanHaoSupervisor：TanJiawanChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发。表或撰写过的作品成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担学位论文作者签名曰期；於Ｖ子年月。曰＾／＊重庆交通大学学位论文版权使用

3、授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向。国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权重レ庆交通大学可，可ッ采用影印、缩＾＾＾将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索印或巧描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务（包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传捶等），同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。中＾学位论文作者签＾度指导琴签名：］千日期：年Ｓ日日日。／

4、／非．？．．骑您如色本人同意将本学位论文提交至中园学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系列数据《》库中全文发布，并按中国优秀博硕±学位论文全文数据库出版章程规定享受相关权学位论文作者签名指导Ｍ签名］＾曰期：年月日期；曰於，５（冰缺如摘要摘要在内河限制航道中，由于水深受限，同时受到风、流和岸壁效应的作用，导致了船舶的运动状态与无限水域中有很大不同。为了提高人民的生命和财产安全，预防船舶的碰撞，搁浅以及其它影响船舶航行安全的情况。通过仿真能够帮助船员预测一些紧急情况。因此对内河限制航道客船操纵运动的仿真是非常有必要的。

5、本文通过建立了限制航道的客船操纵运动数学模型，在数学模型的基础上以内河客船“世纪神话”的相关数据为参考，对“世纪神话”在内河限制航道中的多种运动情况进行了仿真。首先，本文是采取的日本数学模型小组的方法，分别考虑船，桨，舵各部分的作用力，然后考虑了它们相互之间的一些干涉作用。在深水船舶运动数学模型的基础上，乘上浅水修正系数，将深水模型转化为浅水模型。同时对船舶的大小不同漂角采用不同的计算方式，来保证船舶运动的连续性。考虑到内河风流的影响在浅水模型的基础上加入风和流的数学模型。最后因为岸壁效应的影响，在上述模型的基础上加入岸壁效应作用力和作用力矩。

6、在本文建立了完善的数学运动模型后，采用了四阶的龙格-库塔法对船舶操纵运动方程进行数值的求解。并且建立船舶任意时刻运动的位置和其余相关参数的确定方程。对模型求解后，本文利用C++编程语言，对船舶在受限水域的回转性能以及相关的一些操纵运动进行了仿真。尤其是对船舶在不同航道，不同水深，不同航速情况下，船舶受岸壁的作用力的影响分别进行了仿真。就仿真的相关结果，本文得出一系列的结论，所得结论与前辈们的理论分析相吻合，也论证了该仿真结果的正确性。本文通过相关研究得出客船在内河限制航道航行的时候，它的旋回性能与深水中有较大差异，同时由于离岸距离不同，航行速度

7、不同，水深与吃水比不同，它所受的岸壁效应的影响也不一样。这一结果对预防海事事故以及内河船员掌握在限制航道航行时船舶的操纵性有很大的参考价值，同时对于学生学习和了解内河限制航道里复杂的航行情况有很大的帮助。本文对于开发完整的船舶模拟器也有一定的理论参考价值。关键词：内河客船，限制航道，岸壁效应，操纵运动仿真ABSTRACTABSTRACTIntherestrictedinlandwaterway,duetothedifferentdepthofwater,andtheeffectofcurrent,windandwharf,whichleadst

8、othestateofmotionareverydifferentfromthemotioninthedeepwaterandstillwater.I