船舶操纵性计算预报中的不确定度评定.pdf

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1、第15卷第8期2011年8月船舶力学JournalofShipMechanicsV01．15No．8Aug．2011文章编号：1007-7294(2011)08--0853--08船舶操纵性计算预报中的不确定度评定马向能，冯骏(中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082)摘要：不确定度分析是以定量的形式给出数据结果的品质和可信度，是数据分析中必要的一个组成部分。为了适应国际海事组织(IM0)正式通过的MSC．137(76)船舶操纵性标准(IMO，2002b)决议，就要求在船舶设计阶段通过数值计算方法预报的操纵性能更加精确。因此，文章依

2、照GUM不确定度评定方法．基于船舶操纵性预报“整体型”数学模型，结合操纵性水动力试验结果及其导数分析，对船舶操纵性预报结果进行了不确定度评定。关键词：测量不确定度；操纵性；置信概率；水动力；GUM中图分类号：U661．33文献标识码：Af'A●·■●l■·●^_●l⋯·●UncertaintyanalySlSinpredictionor-slllDmanoeuvrlnRaDilitiesMAXiang-neng,FENGJun(ChinaShipScientificResearchCenter'Wuxi214082，China)Abs

3、tract：Uncertaintyistheparameter,associatedwiththeresultofameasurement，thatcharacterizesthedispersionofthevalueswhichcouldreasonablybeattributedtothemeasurand．TheInternationalMaritimeOrganization(IMP)hasadoptedtheResolutionMsc．137(76)StandardsforShipManoeuvrability(IMO，2

4、002b)，thereforeanaccuratepredictionofmanoeuvringabilitiesatdesignstagethroughnumericalsimula-tionhasbecomeafundamentalissue．Inthispaper,GUM(GuidetotheExpressionofUncertaintyinMea·surement)analysismethodWasadoptedtoinvestigatethereliabilityofconcentratedparametersnumeric

5、alprocedures，acodeformanoeuvringsimulationwasdevelopedatCSSRC，basedontheclassicalnonlinearmathematicsmodelapproachforhydrodynamicsofmodeltestandmanoeuvringderivatives．Keywords：uncertainty；maneuverability；confidencelevel；hydrodynamic；GUM1引言2002年10月国际海事组织(IMO)正式通过了MSC．137

6、(76)船舶操纵性标准(1M0，2002b)决测”，从而对船舶在设计阶段通过数值计算方法预报操纵性能提出了更高的精度要求。第23、24届ITrC会议公布的(ITrC—QualityManual》邮】中，也希望基于当今的船舶操纵性预报方法，应用不确定度评定原理，以定量的形式评定船舶操纵性能预报结果的品质和可信度。目前，船舶操纵性预报数学模型主要采用两种形式，即整体型和分离型(如MMG)数学模型。Bu-lian【日】基于MMG数学模型和操纵性水动力导数进行了相应的不确定度分析141。本文将依照我国推行的ISO，IEC导则25(IS0170

7、25)、《测量不确定度表示指南)(GUM)圆和JJFl059-1999“测量不确定度评定与表示”旧所推荐的方法，基于“整体型”操纵运动数学模型，针对我国获取操纵性水动力及其导数的试验方法，对船舶操纵性能预报的结果进行不确定度评定。收稿日期：2011-03—27作者简介：马向能(1972-)。男，中国船舶科学研究中心高级工程师。船舶力学第15卷第8期2船舶操纵性计算预报方法船舶操纵运动预报的“整体型”数学模型通常采用纵向、横向、回转和横摇运动的4自由度运动方程川，当坐标原点取在重心处时，方程可描述为：(m+m11)五=X+(，孔+疗12

8、2)口r(m+m22)t；=l，一(m+m11)ur(t+m¨)-《(，2+，‰)r=N其中，石、y、K和Ⅳ分别表示船舶纵向力、侧向力、横滚力矩和偏航力矩，其可描述为水动力导数形式(以侧向力为例)：y=专p比‘y,ttt