多自由度本船操縱運動仿真

馬建文++涂興華+吳小峰張強

摘要：為在航海模擬器中充分體現(xiàn)船舶操縱運動的響應(yīng)特性，提高模擬逼真度，保證教學效果，對船舶多自由度操縱運動進行建模與仿真研究，其中較為完整地考慮了耦合的縱向、橫向、艏向、橫搖及縱搖運動.根據(jù)MMG建模思想分析船舶耦合的橫搖和縱搖運動規(guī)律，在常規(guī)的三自由度船舶運動方程的基礎(chǔ)上，建立多自由度耦合船舶運動方程，并設(shè)計相應(yīng)的數(shù)值求解方法.針對一個雙槳雙舵小型目標本船，根據(jù)經(jīng)驗公式并結(jié)合實船操縱經(jīng)驗，建立具體的本船操縱運動模型；通過數(shù)值仿真定性研究其在各種情況下的操縱運動.仿真得到的運動規(guī)律與實船運動規(guī)律一致，說明運動方程及本船模型可以較為真實地反映實船運動規(guī)律.

關(guān)鍵詞： 船舶操縱性； 數(shù)值仿真； 航海模擬器

中圖分類號： U661； U666.158 文獻標志碼： A

3結(jié)束語

為真實體現(xiàn)船舶在不同操縱情況下的運動響應(yīng)規(guī)律，采用基本的MMG模型，給出多自由度耦合的操縱運動模型，完整計入縱向、橫向、艏向、橫搖和縱搖5個自由度之間的耦合作用.根據(jù)航海模擬器運算特點，給出了簡化的數(shù)值計算方法.針對一小型高速船，展開仿真研究，仿真結(jié)果表明：船舶在加減速、回轉(zhuǎn)等過程中表現(xiàn)出的運動規(guī)律，與實船經(jīng)驗運動規(guī)律符合得很好，能夠真實反映船舶運動響應(yīng)規(guī)律.

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（編輯賈裙平）