拖航系統(tǒng)操縱性研究.pdf

1、本文研究了拖航系統(tǒng)操縱性。 操縱性是船舶航行的重要性能之一，船舶操縱性能的好壞對航運安全有非常大的影響。隨著航運業(yè)的發(fā)展，世界各國船舶檢驗機構及國際組織不斷加強對船舶操縱性的要求。相應的，對于船舶操縱性的研究也越來越受到各方面的重視。 以往對于船舶操縱性的研究多集中于對于單船的研究，而對拖航系統(tǒng)的研究則相對較少。隨著全球經(jīng)濟及航運業(yè)的發(fā)展，包括港內(nèi)助拖、海上救助以及海洋工程物遠洋拖帶在內(nèi)的海上拖航作業(yè)不斷增加。與此同時，

2、以往的海上拖航作業(yè)中，經(jīng)常會發(fā)生拖纜受力過大發(fā)生斷裂，施放長度不合理引發(fā)拖纜拖底，被拖船在拖航中產(chǎn)生較大偏蕩等嚴重影響航行安全的事故，以往的拖航作業(yè)也大多以依靠經(jīng)驗進行操作為主，缺乏系統(tǒng)的理論指導。因此研究拖航系統(tǒng)的操縱性問題對于保證海上拖航作業(yè)的安全有著重要的意義。 首先，在MMG分離式船舶運動數(shù)學模型的基礎上，建立了拖航系統(tǒng)的操縱運動坐標系，并根據(jù)該坐標系中各參量的幾何關系以及單船的操縱運動方程，構建了完整的由拖船-拖纜-被

3、拖船組成的拖航系統(tǒng)的操縱運動方程。選用懸鏈線模型，作為計算拖纜張力的公式。在上述拖航系統(tǒng)操縱運動方程的基礎上，編制計算機程序，使用龍格—庫塔法求解各相關運動參數(shù)量的數(shù)值解，實現(xiàn)了拖航系統(tǒng)在時域內(nèi)的操縱運動仿真。 隨后，建立了拖航系統(tǒng)的線性擾動運動方程組，通過數(shù)值計算，求出擾動運動微分方程組系數(shù)矩陣的所有特征值。根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定性理論的相關知識，通過判斷這些特征值的正負符號，可以確定拖航系統(tǒng)在某一初始狀態(tài)下的航向穩(wěn)定性情況，并繪制出拖