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船舶水舱—鳍减摇和抗倾系统研究

贲成华  
【摘要】:对于海浪中的大型船舶来说,减小其摇摆非常重要,本论文基于国防预研项目“大型水面舰艇综合平衡研究”,以大型船舶为对象,提出以两对减摇鳍、双被动式减摇水舱和抗静倾的平衡水舱为基本控制单元,通过合理的配置组成大型船舶综合平衡系统,使船舶各种航速、浪向和海情下都能有效地减小横摇,并能补偿由于各种因素引起的静倾。 本论文就目前主要采用的减摇水舱和减摇鳍这两种减摇装置的特点,分析国内外综合平衡装置的发展和研究现状,提出船舶综合平衡系统采用两对减摇鳍和两个减摇水舱综合减摇方案的优越性。 根据拉格朗日动力学方程及克雷洛夫-勃拉哥维辛斯的理论,建立了“船舶-两对鳍-双被动式减摇水舱”综合减摇系统的数学模型,在数学模型的基础上,建立了综合减摇装置的控制系统;讨论了减摇鳍和被动水舱的配置及设计方法;并分析了船舶运动工况变化、减摇水舱参数变化对系统减摇的影响,为各参数的优化奠定理论基础。 根据给定实船数据,对配置不同减摇装置的情况下,船舶减摇性能的仿真分析,表明船舶采用双水舱减摇和两对鳍减摇的优越性,可以通过合理的设计和调节两个水舱和两对鳍,使船舶可以应对各种复杂的海况,在全工况下达到理想的减摇效果。 针对船舶可能引起的静倾,可以配置抗静倾均衡水舱,本文分析了抗静倾均衡水舱的组成和控制方法和类似于德国英特灵水舱的兼有抗静倾功能的减摇水舱,同时运用时域分析理论分析船舶在装卸货物过程中,在不规则外力作用下船舶的横摇运动;并且仿真船舶在装卸货物过程中的横摇运动及抗倾过程。


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