三体船操纵特性仿真研究.pdf

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1、船电技术【应用研究Vo3．33No．920l3．9体船操纵特性仿真研究姚迪，邹艳忠2，李光磊(1．海军驻大连426厂军事代表室，大连116000；2．海军92956部队三中队，旅顺116041：3．海军驻九江地区军事代表室，九江332007)摘要：文章以三体船为目标船型，研究了三体船水动力导数计算方法，在建立适合三体船操纵特性计算的数三学模型的基础上，对三体船的操纵特性进行了系统的计算机仿真，得出了回转轨迹、操纵性曲线、Z形试验曲线等具有工程实用价值的仿真计算结果。为进一步研究三体船的操纵特性提供了技术支撑。关键

2、词：三体船操纵特性仿真中图分类号：U661．33文献标识码：A文章编号：1003—4862(2013)09—0048—04SimulationandResearchonMaaeuverabilityforTrimaranYaoDilZouYanzhong2LiGuanglei3，，(1．NavyRepresentativesOficeinNo．426Factory,Dalian116000，Liaoning，China；2．Unit3，No．92956TroopofNavy，Lfishun116041，Liaon

3、ing，China；3．NavyRepresentativesOficeinJiujiang，Jiujiang332007，Jiangxi，China)Abstract：／nthispaper,thetrimaranistakenasamodel,thecalculationmethodofthehydrodynamicderivativesisinvestigated．Onthebaseofestablishmentofmathematicalmodelsuitableforthetrimaranoperati

4、ngcharacteristiccalculation，thecharacteristicoftrimaranmaneuverabilityissimulatedsystematically,andmanyemulationandcalculationresultsfo，shipturningtrajectory,，口P“vP口6f，curveandzigzagmaneuverareobtained,whichhasbigengineeringvalueinapplicationintrimaranP“VP，日6

5、f，f砂predictionandprovidesthetechnicalsupporttofurtherstudythehandlingcharacteristicsoftrimaran．Keywords：trimaran；maneuverabilitycomputersimulation0引言研究三体船操纵性，首先要选定合适的操纵运动数学模型，本文选择MMG分离模型作为三近年来国内外对三体船的研究业已广泛的展体船操纵运动基本数学模型[。开，唯独对于三体船的操纵性研究甚少LlJ。然而1．1船舶操纵运动方程操纵性

6、作为重要的航海性能与战技指标，迫切需通过坐标变换并进行近似处理，就可以得到要开展对三体船操纵性的研究，该方向的研究具舰船操纵性运动线性化方程，如下式所示：有十分重要的学术理论意义与工程应用价值。鉴(，卯一)一Au=0]于此，本文以典型三体船为目标船型，研究了三I(m—)1=’一V—+(m—Yr)r=}(1)体船水动力导数计算方法，进而对三体船的操纵一—N一N一N—特性进行了系统的计算机仿真，并对仿真计算结ZzyNrr=N56＼1．1．1船舶操纵线性相应方程果进行了广泛的分析与研究。在工程实用中，往往更关注首向角及

7、其角1三体船操纵运动数学模型的建立与分速度随时间变化的规律。对于一般的船舶，由析于操舵速度是有限的，且船舶本身惯性很大，对舵的响应基本是一种缓慢运动，在操舵不是很频收稿日期：2013-01．31繁的情况下，由线性化的水动力模型可以导出关作者简介：姚迪(1983一)，男，工程师。研究方向：船舶工程。于r的一阶方程：48船电技术l应用研究+r=K(2)的设计问题进行深入研究。采用龙格一库塔法求式中：解三体船操纵运动的动态特性的计算机仿真微分T=+一(3)方程，在不考虑船舶的横摇与纵摇对船舶影响的：二(4)情况下三体船

8、操纵特性预报和操纵运动的动态特Ⅳ，+(mu一)性的计算机仿真方程组如下：+1)～Au=0(12)7：+l(+2)1=，一V—+(mu—)=(13)一一一Ⅳ，(一)一(一)+N+(mu。一)I-Ⅳv1，+(+6)一Ⅳr，．=(14)+Ⅳv(mu。一)l驴=(15)一Ⅳ+(～)l戈0=UCOS一vsin(16)。一J0=Usin+VCOS(17)(5)联立求解式(12)一式(