调距桨全回转拖轮操纵运动建模与仿真

【摘要】调距桨全回转拖轮在现代港口中的作用越来越重要,在拥挤复杂的港口环境中,导管调距桨能够通过改变螺距和转向角来控制拖轮的航行速度和方向,在不同的工况下都能充分发挥主机的功率,提高了拖轮的操纵性和经济性。本文对调距桨全回转拖轮进行了研究,主要完成了以下三部分工作：(1)根据分离建模思想,建立调距桨全回转拖轮的水平面运动方程。本研究是针对拖轮在深水常速域的运动,根据经验公式确定了作用于船体的惯性类水动力和粘性类水动力。(2)建立了导管调距桨的推力计算模型和拖轮的阻力计算模型。由于缺少适合本拖轮的调距桨图谱,采用对相同参数的定距桨的图谱进行参数补偿的方法来求取本拖轮的推力,并考虑了伴流和推力减额等对推进性能的影响。然后选择塔格尔特阻力图谱计算拖轮的剩余阻力,本文通过最佳棱形系数曲线估算了棱形系数,选择相应的塔格尔特阻力曲线,最后利用MATLAB和数学插值得到剩余阻力的多项表达式。然后对不同螺距工况下的推力和阻力进行了匹配,验证了推力模型与阻力模型的正确性。(3)利用VC6.0编程软件对调距桨全回转拖轮的数学模型编程实现。然后通过测试平台进行了典型操纵试验的仿真,包括：回转试验和螺线试验。通过分析实验结果,了解调距桨全回转拖轮的操纵性能,对比丹麦海事研究所的船模试验数据,验证本文所建模型的精度。
【作者】赵梦龙；
【导师】任俊生；
【作者基本信息】大连海事大学，交通运输工程，2014，硕士
【关键词】调距桨；导管；全回转拖轮；建模仿真；操纵试验；

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