船舶操纵模拟器操纵仿真数学模型 被引量：16

1

作者 乐美龙 陆惠生 +2 位作者 汪希龄 倪学仪 蔡存强 《中国航海》 CSCD 北大核心 1999年第1期75-84,共10页

系统地论述了船舶操纵仿真数学模型。包括船舶操纵基本模型、水动力、螺旋桨推力及扭距、主机扭距、舵力及其力矩、风、浪、流、锚、缆、拖轮的作用力、浅水影响及侧壁效应。

关键词 仿真 数学模型 船舶操纵 模拟器

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船舶操纵模拟器建设的几点建议 被引量：8

2

作者 施朝健 《上海海运学院学报》 EI 1997年第3期59-63,共5页

结合中国国情和当前船舶操纵模拟器开发建设的现状，根据ＳＴＣＷ公约的要求与航海教育培训的需要，对操纵模拟的系统配置、视景与雷达模拟。

关键词 船舶操纵 航海教育 培训 航海模拟 模拟器

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船舶航向操纵参数自整定模糊控制仿真 被引量：8

3

作者 周耀庭 邓志良 蒋雯 《计算机仿真》 CSCD 1996年第3期15-21,7,共8页

船舶航向操纵模糊控制是船舶航行自动化的一项新的控制技术。船舶在海上航行，由于受到风浪水流和气象等环境影响，受到的干扰相当复杂。船舶运动的数学模型在不同海域海情和吃水不同时，模型参数变化是时变的、非线性的。常规的ＰＩＤ... 船舶航向操纵模糊控制是船舶航行自动化的一项新的控制技术。船舶在海上航行，由于受到风浪水流和气象等环境影响，受到的干扰相当复杂。船舶运动的数学模型在不同海域海情和吃水不同时，模型参数变化是时变的、非线性的。常规的ＰＩＤ自动舵不能很好保持航向。模糊控制是基于熟练舵工的操舵经验，总结成语言表达的控制规则，根据模糊集合理论，利用航向偏差，航向变化率为输入量，应用模糊控制理论，确定舵角控制量，实现航向保持。它不依赖于精确数学模型。本文阐述了模糊控制器的设计方法。着重介绍根据输出航向的时域响应曲线控制过程，提出了控制参数自整定的一种新颖的算法。整个系统在ＰＣ上进行了数字仿真，仿真结果表明：这种模糊控制器使系统具有良好的动态、稳态性能。综合干扰下，也能较好的保持航向，在航向变化的工况中，也具有良好的鲁棒性。 展开更多

关键词 模糊控制 计算机仿真 船舶 航向 自整定控制

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一阶船舶操纵运动模型动态仿真的研究 被引量：7

4

作者 于军民 邵哲平 《集美大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2002年第3期249-253,共5页

根据操纵性指数K、T与船舶旋回圈轨迹的关系 ,利用MATLAB的Simulink工具箱建立一阶船舶操纵运动动态仿真模型 ,实现了对船舶旋回圈的动态描述 .通过对试验样本仿真结果的定量与定性分析 ,验证了利用此模型仿真的可行性 .

关键词 船舶操纵运动模型 T指数 动态仿真 操纵性指数 K指数 船舶旋回性

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船舶操纵模糊控制器的设计及仿真 被引量：9

5

作者 邓志良 周耀庭 《华东船舶工业学院学报》 1994年第1期21-26,共6页

本文探讨了模糊控制在船舶操纵中的应用，提出了自动调整比例因子的模糊控制器，为提高控制精度引入了模糊积分环节和干扰估计与补偿。仿真结果表明，该模糊控制器能够适应船舶模型参数的非线性、时变特性和不确定的环境干扰，有效地改... 本文探讨了模糊控制在船舶操纵中的应用，提出了自动调整比例因子的模糊控制器，为提高控制精度引入了模糊积分环节和干扰估计与补偿。仿真结果表明，该模糊控制器能够适应船舶模型参数的非线性、时变特性和不确定的环境干扰，有效地改善了操纵性能，减少了操舵次数，具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 船舶操纵性 模糊控制论 仿真

全文增补中

风流效应下船舶操纵运动数值模拟 被引量：9

6

作者 王川隘 童思陈 +1 位作者 蒋聘凤 唐小娅 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期50-59,共10页

采用Fortran语言编程,从底层开发了基于平面二维非均匀流数学模型、船舶操纵运动数学模型,并进一步耦合风的影响,构建了基于风、流效应下的船舶操纵运动数学模型.以三峡库区某典型河段为例,进行了静风、均匀风、随机风效应下的船舶操纵... 采用Fortran语言编程,从底层开发了基于平面二维非均匀流数学模型、船舶操纵运动数学模型,并进一步耦合风的影响,构建了基于风、流效应下的船舶操纵运动数学模型.以三峡库区某典型河段为例,进行了静风、均匀风、随机风效应下的船舶操纵运动数值模拟.结果表明,船舶在该河段内受风影响明显;随着风速与风向变化频率的增加,船舶操控难度相应增大;为避免海损事故,船舶需及时操舵.研究表明,该模型可较好地模拟风效应下船舶的操纵运动及航行状态,可为内河船舶的航行及操纵提供一定的参考. 展开更多

关键词 船舶操纵 数值模拟 水流数学模型 风效应 三峡库区

原文传递

基于船舶操纵模拟的船撞桥概率研究 被引量：8

7

作者 孔宪卫 张庆河 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期45-50,共6页

针对船舶在桥区水域航行过程中撞击桥墩的碰撞概率问题,建立并验证了船舶操纵数学模型,模拟了船舶在不同风、水流等条件下的航行情况,改进了AASHTO船舶撞桥概率模型中几何概率的算法,提出了以模拟试验样本的航迹带中心位置坐标为均值,... 针对船舶在桥区水域航行过程中撞击桥墩的碰撞概率问题,建立并验证了船舶操纵数学模型,模拟了船舶在不同风、水流等条件下的航行情况,改进了AASHTO船舶撞桥概率模型中几何概率的算法,提出了以模拟试验样本的航迹带中心位置坐标为均值,以模拟实验样本结果计算的方差为方差的几何概率模型,同时引入停船概率模型。将改进后的模型应用于北江油金大桥船舶操纵模拟及船撞概率的研究,预测2020年北江油金大桥受上行船舶碰撞年频率大约2.81×10^-6次/a,受下行船舶碰撞年频率3.43×10^-4次/a,总碰撞频率3.461×10^-4次/a。 展开更多

关键词 通航安全 船舶操纵 数值模拟 船撞桥 概率

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船舶操纵模拟器中三维场景库的雷达图像模拟 被引量：8

8

作者 任鸿翔 马海洋 刘彤 《中国航海》 CSCD 北大核心 2010年第1期7-10,共4页

现有船舶操纵模拟器中雷达图像的模拟多是基于二维海图,生成的图像和真雷达图像之间有一定的差距。根据雷达所在位置及扫描范围,基于三维场景库模拟雷达图像,实时访问场景库获取模型的相关信息。采用圆周扫描方式,以射线组模拟雷达电磁... 现有船舶操纵模拟器中雷达图像的模拟多是基于二维海图,生成的图像和真雷达图像之间有一定的差距。根据雷达所在位置及扫描范围,基于三维场景库模拟雷达图像,实时访问场景库获取模型的相关信息。采用圆周扫描方式,以射线组模拟雷达电磁波的波束,并利用射线与三角形求交计算物标的回波位置,在计算回波强度时考虑了物标反射面自身因素的影响。经模拟得出了较好的雷达图像。 展开更多

关键词 水路运输 船舶操纵模拟器 雷达图像 模拟 三维场景库

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考虑螺旋桨水动力的双桨船操纵运动数值模拟 被引量：2

9

作者 谭康力 谢伟 +1 位作者 解学参 刘强 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期62-68,90,共8页

针对实桨法模拟螺旋桨旋转计算效率低且双桨船尾流场复杂,而螺旋桨体积力法一般不考虑操纵运动下尾流场不均匀性对螺旋桨水动力性能影响的问题,采用RANS方法、重叠网格技术和螺旋桨体积力法,以DTMB5415M为研究对象,进行了双桨船操纵运... 针对实桨法模拟螺旋桨旋转计算效率低且双桨船尾流场复杂,而螺旋桨体积力法一般不考虑操纵运动下尾流场不均匀性对螺旋桨水动力性能影响的问题,采用RANS方法、重叠网格技术和螺旋桨体积力法,以DTMB5415M为研究对象,进行了双桨船操纵运动数值模拟研究.首先,对DTMB5415M进行了约束模试验数值模拟,以求取操纵运动下螺旋桨的水动力性能,从而建立操纵运动下的螺旋桨修正体积力模型;然后,将该螺旋桨修正体积力模型和原螺旋桨体积力模型分别用于DTMB5415M的操纵运动数值模拟.结果表明:螺旋桨修正体积力模型相比原体积力模型考虑了船尾伴流场不均匀性对真实桨侧向力和推力的影响,可以较准确快速地进行船舶操纵运动数值模拟. 展开更多

关键词 双桨船 船舶操纵运动 约束模试验 数值模拟 螺旋桨修正体积力模型 螺旋桨侧向力

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基于船舶操纵模拟器的大型滚装船泊稳条件试验方法 被引量：1

10

作者 陈立家 王冰 +1 位作者 魏天明 许毅 《上海海事大学学报》 北大核心 2023年第4期8-16,共9页

为分析风、浪、流联合作用对大型滚装船泊稳性的影响,确定船舶泊稳条件,提出基于船舶操纵模拟器的大型滚装船泊稳条件试验方法。从船舶受力着手,构建基于风、浪、流效应的大型滚装船系泊运动数学模型,并将其运用于船舶操纵模拟器中,对... 为分析风、浪、流联合作用对大型滚装船泊稳性的影响,确定船舶泊稳条件,提出基于船舶操纵模拟器的大型滚装船泊稳条件试验方法。从船舶受力着手,构建基于风、浪、流效应的大型滚装船系泊运动数学模型,并将其运用于船舶操纵模拟器中,对船舶运动及船舶与系泊系统的相互作用过程进行数值模拟。以湛江港某4万t重大件滚装船为例,通过所建的仿真平台计算得到系泊船体运动量、系泊缆力和护舷反作用力,将其与OPTIMOOR软件的分析结果进行对比分析,并结合相关规范对2种环境下的船舶系泊进行安全校核,确定不可作业的风、浪、流条件。结果表明:所建立的大型滚装船系泊运动数学模型符合船舶系泊运动规律,缆绳的最大张力满足应用要求,验证了所建模型的正确性,进而证明了基于船舶操纵模拟器开展船舶泊稳条件试验的可行性。 展开更多

关键词 大型滚装船 泊稳条件 船舶操纵模拟器 船舶运动 数值模拟

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长江上游典型碍航滩段航道整治数学模型及船舶仿真模拟研究

11

作者 李晓松 孔宪卫 +1 位作者 蔡翼枫 李笑晨 《水道港口》 2024年第1期35-42,共8页

长江是重要的航运通道,碍航滩段对船舶安全航行造成严重影响,以长江涪陵至丰都老虎梁河段为研究对象,基于实测的水文地形资料,采用二维水流数学模型,对典型滩段的碍航特性、整治参数、整治方案进行了研究。基于二维水流数学模型及船舶... 长江是重要的航运通道,碍航滩段对船舶安全航行造成严重影响,以长江涪陵至丰都老虎梁河段为研究对象,基于实测的水文地形资料,采用二维水流数学模型,对典型滩段的碍航特性、整治参数、整治方案进行了研究。基于二维水流数学模型及船舶操纵模拟,对整治方案的效果进行了评估,并确定窄深型挖槽方案为最优整治方案,为消除通航瓶颈、保障船舶安全和航道畅通提供技术支撑。 展开更多

关键词 碍航滩段 航道整治 二维水流 船舶操纵模拟

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船舶操纵模拟技术在坝区河段航线选择中的应用 被引量：6

12

作者 张明 郝媛媛 +2 位作者 冯小香 普晓刚 孔宪卫 《水道港口》 2014年第2期175-179,共5页

利用船舶操纵模拟技术模拟分析湘江典型代表船型在长沙枢纽坝区河段的航行情况,结合该河段的通航水流情况、可能的航行冲突区情况等通航环境特点,研究不同航路上下行规则下船舶的会遇情况。结果表明:上下游锚地之间的航段,无论采用各自... 利用船舶操纵模拟技术模拟分析湘江典型代表船型在长沙枢纽坝区河段的航行情况,结合该河段的通航水流情况、可能的航行冲突区情况等通航环境特点,研究不同航路上下行规则下船舶的会遇情况。结果表明:上下游锚地之间的航段,无论采用各自靠左还是各自靠右的航路规则均可;在下游桥区,采用各自靠右的航路规则更优;两种航路规则下,口门区的交叉点数量相同,对于交通流的影响是一致的,需要在调度过程中避免船舶在潜在冲突区的交叉。 展开更多

关键词 坝区河段 交通冲突 航线选择 船舶操纵模拟

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基于操纵试验参数下船舶运动模型动态仿真研究 被引量：4

13

作者 王宗开 齐冬林 +2 位作者 戴官全 盛永辉 张泽慧 《北部湾大学学报》 2020年第2期6-13,共8页

船舶建成试水后,通常会给出该船舶的操纵试验旋回圈参数。以Matlab软件中的Simulink模块工具,遵照船舶运动坐标系的构建方法,根据船舶操纵性能指标及船舶运动数学模型,搭建出船舶运动轨迹仿真模型。该模型能够快速地计算出船舶K、T值,... 船舶建成试水后,通常会给出该船舶的操纵试验旋回圈参数。以Matlab软件中的Simulink模块工具,遵照船舶运动坐标系的构建方法,根据船舶操纵性能指标及船舶运动数学模型,搭建出船舶运动轨迹仿真模型。该模型能够快速地计算出船舶K、T值,且仿真出船舶在转向或者做旋回时,船舶旋转枢心点(P点)和船舶尾部(S点)的移动轨迹图;利用船舶在转向时随着时间变化的速度v(t)作为输入信号,以随时间变化的有效舵角δ(t)和漂角β(t)为输入信号,提高了船舶运动模拟仿真的逼真度。 展开更多

关键词 船舶操纵 旋回性指数 运动数学模型 SIMULINK仿真

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面向船舶操纵模拟器的内河水流三维建模与仿真 被引量：5

14

作者 陈立家 刘锭坤 +1 位作者 田延飞 黄巍 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2020年第4期634-639,共6页

为提高船舶操纵模拟器内河水流仿真的真实感,需要结合水流的物理特性对内河河流流体进行建模.在河流流场数值模拟上,构建三维水动力方程,采用忽略二阶水平对流项的标准模型对方程进行闭合,通过有限差分法进行数值离散;在GPU中进行流场渲... 为提高船舶操纵模拟器内河水流仿真的真实感,需要结合水流的物理特性对内河河流流体进行建模.在河流流场数值模拟上,构建三维水动力方程,采用忽略二阶水平对流项的标准模型对方程进行闭合,通过有限差分法进行数值离散;在GPU中进行流场渲染,结合计算出的河流水位及速度场信息,基于OpenGL的GLSL多重纹理映射技术对河流流体进行建模.通过仿真实验,证明该方法建立的数值流场与实际水域符合度较高,渲染效果较为真实,能体现出实际的河流流动特性,可用作模拟器内河河流仿真. 展开更多

关键词 船舶操纵模拟器 内河 水流模拟 三维水动力方程 多重纹理映射

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船舶Z形操纵试验的数值模拟 被引量：5

15

作者 洪碧光 赵发明 +1 位作者 孔庆文 高孝日 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期1-6,共6页

建立三维黏性流数值水池,采用CFD方法对船舶Z形操纵试验进行数值模拟研究.利用重叠网格技术实现船舶航行中的姿态变化,通过求解RANS方程和船舶运动方程,并结合单相Level Set方法,对船舶在开敞水域黏性流场Z形操纵试验进行数值模拟.以&qu... 建立三维黏性流数值水池,采用CFD方法对船舶Z形操纵试验进行数值模拟研究.利用重叠网格技术实现船舶航行中的姿态变化,通过求解RANS方程和船舶运动方程,并结合单相Level Set方法,对船舶在开敞水域黏性流场Z形操纵试验进行数值模拟.以"育鲲"轮为对象,数值模拟10°/10°Z形试验.结果表明,计算结果和实船试验数据吻合度较高. 展开更多

关键词 船舶操纵 Z形试验 重叠网格 单相Level SET 数值模拟

原文传递

董家口港40万吨级矿船套泊作业关键要素确定

16

作者 刘君伟 于周讯 +2 位作者 朱成斌 胡滨 刘钊 《水运工程》 北大核心 2023年第4期72-77,136,共7页

为进一步提升青岛港董家口港区矿石码头泊位通过能力、提高卸船作业效率,在当前董家口港区矿石泊位使用率居高不下以及无新增码头投建的背景下,考虑2艘40万吨级矿船在吃水受限港池进行套泊作业的高风险系数,基于船舶操纵模拟试验,仿真4... 为进一步提升青岛港董家口港区矿石码头泊位通过能力、提高卸船作业效率,在当前董家口港区矿石泊位使用率居高不下以及无新增码头投建的背景下,考虑2艘40万吨级矿船在吃水受限港池进行套泊作业的高风险系数,基于船舶操纵模拟试验,仿真40万吨级矿船在不同风、浪、流工况组合条件下进行套泊作业试验,并根据试验结果确定40万吨级矿船套泊作业的关键要素。结果表明,在确定的套泊作业关键要素条件下,董家口港区可安全进行40万吨级矿船套泊作业。 展开更多

关键词 40万吨级矿船 受限港池 套泊作业 船舶操纵模拟

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400m长集装箱船进出青岛港受限港池套泊通航条件分析

17

作者 朱成斌 刘君伟 +3 位作者 于周讯 王武修 王裕平 刘钊 《水运工程》 北大核心 2023年第1期111-116,共6页

为进一步拓展青岛前湾港区400 m集装箱船靠离泊窗口时间,提升码头泊位利用率,针对目前前湾港区400 m集装箱船套泊的需求以及在受限港池靠离泊过程中的高风险系数,结合受限港池进行集装箱船套泊作业的成果和船舶操纵模拟试验,模拟400 m... 为进一步拓展青岛前湾港区400 m集装箱船靠离泊窗口时间,提升码头泊位利用率,针对目前前湾港区400 m集装箱船套泊的需求以及在受限港池靠离泊过程中的高风险系数,结合受限港池进行集装箱船套泊作业的成果和船舶操纵模拟试验,模拟400 m集装箱船在不同风、流、吃水工况条件下在港池近端、中端和远端泊位进行3种典型套泊作业试验,并根据试验结果得出安全套泊作业条件和船舶交通组织。结果表明,在给定的安全套泊作业条件和制定的船舶交通组织,青岛前湾港区可常态化进行2条400 m集装箱船套泊作业。 展开更多

关键词 400m集装箱船 受限港池 套泊作业 交通组织 船舶操纵模拟

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基于船舶操纵模拟的某海港码头港内水域布置优化 被引量：4

18

作者 张定军 高鹏 +1 位作者 赵传刚 陈立家 《水道港口》 2016年第6期589-592,共4页

针对自然水深不足且较为复杂的港内水域,仅仅依据规范条文提出的设计方案不能完全满足船舶港内作业的需要。文章结合某工程实例,应用船舶操纵模拟试验,研究了船舶港内作业对于港池水域的要求,根据试验结果对港池水域布置方案进行了优化。

关键词 船舶操纵模拟 港内水域布置 优化

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基于模拟器的“船舶操纵基础”实践创新教学研究 被引量：2

19

作者 陈进涛 殷施科 晁阳 《南通航运职业技术学院学报》 2012年第1期116-121,共6页

文章在分析新形势下航海类大学生实践创新能力培养必要性的基础上,以船舶操纵模拟器为平台、以水上实践和模拟器教学经验为铺垫,运用层次递进、项目导向和任务驱动法,紧密结合专业课程教学和行业实际需求,系统阐述了"船舶操纵基础&... 文章在分析新形势下航海类大学生实践创新能力培养必要性的基础上,以船舶操纵模拟器为平台、以水上实践和模拟器教学经验为铺垫,运用层次递进、项目导向和任务驱动法,紧密结合专业课程教学和行业实际需求,系统阐述了"船舶操纵基础"实践创新教学的思路、过程、手段和效果,以期为航海类院校开展专业实践创新教学提供借鉴。 展开更多

关键词 实践创新 船舶操纵 船舶操纵模拟器 仿真教学

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超大型集装箱船进出受限港池口门通航条件分析 被引量：3

20

作者 周树高 李坤鹏 《水运工程》 北大核心 2021年第10期119-124,共6页

由于港池口门存在临时码头等限制条件,口门处通航宽度不满足超大型船舶进出港池的要求。拖轮拖带辅助作业可减少超大型船舶进出港池的安全隐患。通过船舶操纵模拟试验并对结果进行分析,得知港池口门外水流流速和风力对拖带船舶进出港池... 由于港池口门存在临时码头等限制条件,口门处通航宽度不满足超大型船舶进出港池的要求。拖轮拖带辅助作业可减少超大型船舶进出港池的安全隐患。通过船舶操纵模拟试验并对结果进行分析,得知港池口门外水流流速和风力对拖带船舶进出港池的航行轨迹影响较大。口门外水流流速不大于0.45 m s、风力不大于6级时船舶可安全进出港池。理论分析与试验研究表明,在通航宽度计算结果不满足规范要求时,可采用拖轮拖带辅助作业并限定风、浪、流等边界条件的方式,达到船舶安全进出港池的目的。 展开更多

关键词 港池口门 拖轮拖带 船舶操纵模拟 通航安全

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