重心布置及漂角对空投气垫艇纵稳性影响分析

1

作者 张龙 陈海斌 +1 位作者 南栩 洪亮 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期94-100,共7页

为了分析空投气垫艇在不同重心位置和漂角下的纵摇运动响应,利用STAR-CCM+平台的重叠网格技术对气垫艇在规则波中的水动力性能进行数值模拟。研究表明,重心和漂角的变化对空投气垫艇阻力性能和航行稳定性的影响十分敏感,试验中通过改变... 为了分析空投气垫艇在不同重心位置和漂角下的纵摇运动响应,利用STAR-CCM+平台的重叠网格技术对气垫艇在规则波中的水动力性能进行数值模拟。研究表明,重心和漂角的变化对空投气垫艇阻力性能和航行稳定性的影响十分敏感,试验中通过改变压块来调整气垫艇重心位置,在低速段即0.4<F_(r)<0.8时,重心纵向位置前移与垂向位置上移将会导致阻力增加,而当其在高速段即F_(r)>0.8时,重心纵向位置前移和垂向位置下移将导致阻力减少,为了满足高速船舶性能,因此重心位置布置时宜适当前移。在0°<β<30°范围内,漂角越小,气垫艇受到波浪的激励作用愈加明显,纵摇运动响应幅值越大。优化重心布置方案漂角等组合形式能够有效提升气垫艇的航行稳定性,综合分析可知该型气垫艇在重心位置靠近艏部且以一定小角度漂角高速航行时,纵向稳定性越高且兴波阻力性能最佳。 展开更多

关键词 空投气垫艇 重叠网格 重心位置 漂角 纵稳性

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基于漂角估计的无人船局部动态避障方法

2

作者 刘淑霞 李立刚 +1 位作者 金久才 戴永寿 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2023年第1期103-108,119,共7页

为了提高无人船局部动态避障的规范性、安全性和稳定性,提出基于漂角估计的无人船局部动态避障方法。首先,根据国际海上避碰规则(COLREGS)选取动态窗口法(DWA)的速度空间;其次,根据预测的障碍物运动状态选择动态窗口法中无人船的无碰预... 为了提高无人船局部动态避障的规范性、安全性和稳定性,提出基于漂角估计的无人船局部动态避障方法。首先,根据国际海上避碰规则(COLREGS)选取动态窗口法(DWA)的速度空间;其次,根据预测的障碍物运动状态选择动态窗口法中无人船的无碰预测轨迹;最后,考虑海洋扰动,利用横向位置误差估计漂角,并在无人船的航向上进行补偿。仿真实验结果验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 无人船(USV) 局部动态避障 动态窗口法(DWA) 风浪流干扰 漂角估计

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时变漂角下USV直线路径跟踪控制器设计与验证 被引量：15

3

作者 范云生 郭晨 +2 位作者 赵永生 王国峰 史微微 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2514-2520,共7页

为了解决"蓝信"号无人水面艇在真实海洋环境中的直线路径跟踪的精确控制问题,在考虑到实际航行中存在时变漂角的情况下,设计并验证了一种基于LOS制导算法的无人水面艇直线路径跟踪控制方法。以"蓝信"号无人水面艇... 为了解决"蓝信"号无人水面艇在真实海洋环境中的直线路径跟踪的精确控制问题,在考虑到实际航行中存在时变漂角的情况下,设计并验证了一种基于LOS制导算法的无人水面艇直线路径跟踪控制方法。以"蓝信"号无人水面艇的操纵运动模型及辨识的参数为基础,将LOS制导算法与模糊自适应PID航向跟踪控制相结合,设计了一种考虑时变漂角的无人水面艇直线路径跟踪控制器,仿真结果验证了该方法的可行性。最后,通过蓝信号无人水面艇在大连海事大学凌水校区外部海域的实船实验,验证了该方法应用在实际工程中的正确性和有效性,降低了真实海洋环境下实际航迹跟踪过程中时变漂角对航迹跟踪控制精度的影响。 展开更多

关键词 无人水面艇 LOS制导算法 直线路径跟踪 时变漂角

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大深度载人潜水器低速大漂角模糊滑模航向控制研究 被引量：4

4

作者 马岭 崔维成 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2006年第3期74-78,共5页

通过模型试验测量大深度载人潜水器低速大漂角运动时所受到的非线性水动力。基于一种新的模糊滑模控制策略,为潜水器设计了鲁棒航向控制器。在不同的漂角子区间内分别设计局部镇定的滑模控制器,然后通过Takagi-Sugeno模糊推理系统将它... 通过模型试验测量大深度载人潜水器低速大漂角运动时所受到的非线性水动力。基于一种新的模糊滑模控制策略,为潜水器设计了鲁棒航向控制器。在不同的漂角子区间内分别设计局部镇定的滑模控制器,然后通过Takagi-Sugeno模糊推理系统将它们光滑连接,得到模糊滑模控制。仿真计算结果充分显示了该控制策略的有效性。 展开更多

关键词 大深度载人潜水器 大漂角 模糊滑模控制 航向控制

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弯道航行漂角计算方法研究 被引量：3

5

作者 蔡汝哲 郑涛 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2012年第11期42-45,共4页

船舶弯道通航所需宽度计算的经验公式已有不少,但式中涉及的漂角值却都是试验测得。从弯道航行船模试验数据中对影响漂角的R/L、流速、航速和操纵性能等各主要因素进行了分析,运用量纲分析原理和线性回归分析,首次提出了弯道漂角计算公... 船舶弯道通航所需宽度计算的经验公式已有不少,但式中涉及的漂角值却都是试验测得。从弯道航行船模试验数据中对影响漂角的R/L、流速、航速和操纵性能等各主要因素进行了分析,运用量纲分析原理和线性回归分析,首次提出了弯道漂角计算公式。通过船模试验资料和实船试验资料验证,均有较好的吻合度。 展开更多

关键词 弯道航行 漂角计算 船模试验 回归分析

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滑行艇不同漂角滑行状态下的水动力性能 被引量：2

6

作者 李鑫 王志东 +2 位作者 杨爽 吴贺贺 陈明明 《舰船科学技术》 北大核心 2014年第1期16-21,26,共7页

对于滑行艇的水动力性能研究通常都以船模试验来解决,但是滑行艇由于模型小,航速高,试验条件较为苛刻,这部分研究并不够充分。通过CFD方法能科学的模拟计算其航行情况,克服了试验的局限性,而且,在研究中将空气和水结合起来考虑,更符合... 对于滑行艇的水动力性能研究通常都以船模试验来解决,但是滑行艇由于模型小,航速高,试验条件较为苛刻,这部分研究并不够充分。通过CFD方法能科学的模拟计算其航行情况,克服了试验的局限性,而且,在研究中将空气和水结合起来考虑,更符合实际情况,对进一步深入研究滑行艇水动力性能有重要意义。随着数值模拟技术的发展,用数值方法模拟滑行艇的运动状况来研究其运动性能,将成为具有重要意义的解决方案。本文以斜航试验为基础,建立7个不同漂角下的计算模型,并运用流体力学软件Fluent展开滑行艇在滑行状态下的数值模拟,对数值结果进行计算处理,并通过计算得到水动力系数测定曲线,为滑行艇水动力系数的数值测定提供一种摆脱实验条件限制的参考方法,对滑行艇水动力性能研究有一定的实际意义和参考价值。 展开更多

关键词 滑行艇 不同漂角 水动力特性

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内河连续弯曲航道航行漂角分析 被引量：2

7

作者 胡旭跃 王巧洋 +2 位作者 黄勇 张青松 马利军 《湖南交通科技》 2010年第2期179-180,183,共3页

通过概化连续弯道船模试验,研究了千吨级机动驳船在内河航道(Ⅲ级)中的通航条件,结合相关标准和规范,重点研究了水深、流速及弯道中心角对船舶漂角的影响。根据船模试验航行结果表明:船舶下行漂角随着流速、水深及中心角的增大而增大,... 通过概化连续弯道船模试验,研究了千吨级机动驳船在内河航道(Ⅲ级)中的通航条件,结合相关标准和规范,重点研究了水深、流速及弯道中心角对船舶漂角的影响。根据船模试验航行结果表明:船舶下行漂角随着流速、水深及中心角的增大而增大,并提出了漂角同这些参数的相关关系式。 展开更多

关键词 船模试验 连续弯道 漂角 弯道中心角

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带漂角和输入饱和的水面船舶航向控制 被引量：3

8

作者 陆潇杨 刘志全 +1 位作者 高迪驹 褚建新 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第2期194-202,共9页

[目的]为处理水面船舶航向控制过程中受到的非零漂角和输入饱和影响,提出一种基于反步法的航向控制方法。[方法]首先,利用相对速度求出实际漂角,再通过漂角对航向角误差进行修正;然后,采用一种预滤波方法减小航向改变时对航速变化的影响... [目的]为处理水面船舶航向控制过程中受到的非零漂角和输入饱和影响,提出一种基于反步法的航向控制方法。[方法]首先,利用相对速度求出实际漂角,再通过漂角对航向角误差进行修正;然后,采用一种预滤波方法减小航向改变时对航速变化的影响,同时引入双曲正切函数和Nussbaum函数逼近输入约束,结合自适应律对逼近误差和艏摇方向上的扰动进行估计;最后,借助指令滤波器简化反推过程,并通过Lyapunov理论证明控制系统的稳定性。[结果]仿真结果表明,所提控制器有效减小了水面船舶的航向输出误差,且能始终保持较小的控制输入力矩。[结论]研究成果可为水面船舶航向控制设计提供参考。 展开更多

关键词 航向控制 反步法 漂角 输入约束

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浮体带漂角拖航阻力预报 被引量：4

9

作者 徐嘉雯 于雁云 林焰 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期566-575,共10页

本文基于RANS法对闸门在不同漂角下的拖航过程进行数值模拟,同时结合EFD法,从网格和湍流模型两方面提高预报精度,针对不同漂角的拖航工况给出了最优的数值预报方案。根据数值预报结果,分析了漂角对流场的影响。结果表明:选择适当网格数... 本文基于RANS法对闸门在不同漂角下的拖航过程进行数值模拟,同时结合EFD法,从网格和湍流模型两方面提高预报精度,针对不同漂角的拖航工况给出了最优的数值预报方案。根据数值预报结果,分析了漂角对流场的影响。结果表明:选择适当网格数量的划分方案能够大大节省计算资源。选择湍流模型时,漂角为45°时的预报精度最差;漂角小于45°时采用SST k-ω湍流模型模拟吻合度更好;漂角大于45°时,SST k-ω湍流模型和RNG k-ε湍流模型吻合度均比较理想。漂角越大,漩涡扰动范围也越大。 展开更多

关键词 漂角 拖航阻力 数值模拟 模型试验

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浮体带漂角拖航阻力数值预报 被引量：2

10

作者 徐嘉雯 于雁云 林焰 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2020年第4期32-37,85,共7页

采用RANS法预报浮体在不同漂角下的拖航阻力。结合模型试验,分别从网格因素和湍流模型因素2个方面提高数值预报的精度,得到各漂角下的最优数值预报方案。基于最优数值预报结果,进一步研究浮体周围的流场随漂角的变化。结果表明:合适的... 采用RANS法预报浮体在不同漂角下的拖航阻力。结合模型试验,分别从网格因素和湍流模型因素2个方面提高数值预报的精度,得到各漂角下的最优数值预报方案。基于最优数值预报结果,进一步研究浮体周围的流场随漂角的变化。结果表明:合适的网格划分方案能在很大程度上节省计算成本。当漂角不大于60°时,湍流模型采用Standard k-ε湍流模型所得结果与试验值的吻合度最高;当漂角大于60°时,湍流模型建议采用SST k-ω湍流模型。Standard k-ε湍流模型的预报精度随漂角的增大而下降;SST k-ω湍流模型在漂角为45°和60°时模拟误差很大,但当漂角从45°减小或从60°增大时,其预报精度都在提升。30°、45°、60°和90°漂角对应的最优解与试验值相比,平均误差分别为2.58%、3.35%、6.64%和7.09%,满足一般工程问题的精度要求。 展开更多

关键词 漂角 拖航阻力 数值模拟 模型试验

原文传递

基于FTESO和漂角补偿的船舶航向滑模控制 被引量：9

11

作者 储瑞婷 刘志全 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第1期71-79,共9页

[目的]为提高水面欠驱动船舶的航向跟踪性能,减小航向误差,研究一种基于有限时间扩张状态观测器(FTESO)的船舶航向滑模控制方法。[方法]首先,采用预滤波器减小船舶转向时较大的航向变化率影响,利用扩张状态观测器对时变漂角进行估计,然... [目的]为提高水面欠驱动船舶的航向跟踪性能,减小航向误差,研究一种基于有限时间扩张状态观测器(FTESO)的船舶航向滑模控制方法。[方法]首先,采用预滤波器减小船舶转向时较大的航向变化率影响,利用扩张状态观测器对时变漂角进行估计,然后通过估计出的漂角及时修正航向误差。为简化控制器设计,艏摇方向上的外部扰动和内部不确定项由观测器同时估计,并在控制器设计中进行补偿。选取含积分项的滑模面,结合FTESO设计滑模控制律,并考虑输入饱和约束,最终通过李雅普诺夫理论证明控制系统的稳定性。[结果]仿真结果显示,所研究的控制方法使水面船舶能够在较短的时间内减小航向跟踪误差并收敛至0。[结论]研究成果可为水面船舶航向跟踪控制设计提供参考。 展开更多

关键词 航向控制 漂角 滑模控制 有限时间扩张状态观测器 输入饱和约束

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漂角修正的欠驱动船舶航向鲁棒自适应控制 被引量：5

12

作者 陆潇杨 刘志全 褚振忠 《上海海事大学学报》 北大核心 2020年第1期15-19,共5页

针对复杂海况下欠驱动船舶航向运动的非线性特性和海浪扰动问题,基于漂角修正设计一种反步航向控制器,并结合非线性扰动观测器提出一种鲁棒自适应控制方法。通过非零漂角对航向误差进行修正,利用非线性扰动观测器对艏摇方向存在的海浪... 针对复杂海况下欠驱动船舶航向运动的非线性特性和海浪扰动问题,基于漂角修正设计一种反步航向控制器,并结合非线性扰动观测器提出一种鲁棒自适应控制方法。通过非零漂角对航向误差进行修正,利用非线性扰动观测器对艏摇方向存在的海浪扰动进行有效的估计,通过Lyapunov理论证明非线性扰动观测器与控制器结合后闭环系统的稳定性。仿真结果表明,提出的鲁棒自适应控制方法可以有效减小航向误差,提高航向控制性能。 展开更多

关键词 航向控制 欠驱动船舶 漂角 反步法 非线性扰动观测器

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汉江分节船队航行漂角及平面尺度估算方法

13

作者 陈荣堤 《武汉造船》 1991年第5期49-51,共3页

本文根据汉江实测分节船队在弯曲航道中航行的漂角数据整理出一种适用汉江分节船队平而尺度的近似计算方法,运用该方法可以在初步设计阶段方便地计算若干船队平面尺度,作为用船部门选择其技术、经济性较优的平面尺度参考。

关键词 汉江 分节船队 航行漂角 平面尺度 估算

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船舶大漂角斜航运动水动力数值预报 被引量：6

14

作者 伍海华 邹早建 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2019年第3期339-345,共7页

斜航是一种很常见的船舶航行状态,准确把握船舶斜航水动力特性对于船舶操纵性预报至关重要。该文以大型油轮KVLCC2船模为研究对象,基于CFD软件STAR-CCM+的多面体网格,采用SSTk-ω湍流模型,通过求解船体绕流的定常RANS方程,对船舶斜航黏... 斜航是一种很常见的船舶航行状态,准确把握船舶斜航水动力特性对于船舶操纵性预报至关重要。该文以大型油轮KVLCC2船模为研究对象,基于CFD软件STAR-CCM+的多面体网格,采用SSTk-ω湍流模型,通过求解船体绕流的定常RANS方程,对船舶斜航黏性流场进行数值模拟。在完成网格无关性分析后,通过将数值结果与现有试验数据对比,验证了所采用数值方法的有效性。在此基础上,数值模拟了船舶在0o-180o漂角下的黏性绕流,得到了船舶斜航水动力系数随漂角的变化规律,其结果有助于更好地理解不同漂角下的船舶水动力特性。 展开更多

关键词 斜航运动 大漂角 水动力 STAR-CCM+ 多面体网格

原文传递

利用测量显微镜开展激光束角漂实验研究 被引量：2

15

作者 黄进 袁晓东 +5 位作者 王成程 贾怀庭 秦兴武 邓武 徐冰 唐晓东 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期328-331,共4页

针对在高功率固体激光器运行中对于光束指向性的严格要求,开展了对星光Ⅱ激光装置子束的角漂测量工作。在实验中采用了微米量级的光学测量显微镜,且在实验数据的统计分析过程当中考虑了激光器的内因和环境因素等外因对角漂的影响,利用... 针对在高功率固体激光器运行中对于光束指向性的严格要求,开展了对星光Ⅱ激光装置子束的角漂测量工作。在实验中采用了微米量级的光学测量显微镜,且在实验数据的统计分析过程当中考虑了激光器的内因和环境因素等外因对角漂的影响,利用均方根的概率统计方法对数据进行处理。研究结果表明,星光Ⅱ子束漂为1.55″±0.72″,基本达到了角漂量小于2″的设计运行指标,能够满足高功率固体激光器的打靶要求。 展开更多

关键词 光束角漂 测量显微镜 均方根 误差分析

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一种高电源抑制比全工艺角低温漂CMOS基准电压源

16

作者 方圆 周凤星 +1 位作者 张涛 张迪 《电子设计工程》 2012年第24期139-142,共4页

基于SMIC0.35μm的CMOS工艺,设计了一种高电源抑制比,同时可在全工艺角下的得到低温漂的带隙基准电路。首先采用一个具有高电源抑制比的基准电压,通过电压放大器放大得到稳定的电压,以提供给带隙核心电路作为供电电源,从而提高了电源抑... 基于SMIC0.35μm的CMOS工艺,设计了一种高电源抑制比,同时可在全工艺角下的得到低温漂的带隙基准电路。首先采用一个具有高电源抑制比的基准电压,通过电压放大器放大得到稳定的电压,以提供给带隙核心电路作为供电电源,从而提高了电源抑制比。另外,将电路中的关键电阻设置为可调电阻,从而可以改变正温度电压的系数,以适应不同工艺下负温度系数的变化,最终得到在全工艺角下低温漂的基准电压。Cadence virtuoso仿真表明:在27℃下,10 Hz时电源抑制比(PSRR)-109 dB,10 kHz时(PSRR)达到-64 dB;在4 V电源电压下,在-40～80℃范围内的不同工艺角下,温度系数均可达到5.6×10-6V/℃以下。 展开更多

关键词 带隙基准 电源抑制比 全工艺角低温漂 可修调电阻

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支流入汇对干流航道通航条件影响模拟研究

17

作者 刘延飞 程永舟 +2 位作者 曹凌瑞 黄筱云 夏波 《中国航海》 CSCD 北大核心 2024年第3期98-105,共8页

自然河流由于支流的汇入,在交汇区与干流相互混掺顶托,改变了原有的水流形态,形成复杂的水流结构,对内河船舶航运的操纵性和安全性均造成一定影响。采用数值模拟试验方法,基于分离式(MMG)水动力模型,系统地研究了不同交汇角、汇流比以... 自然河流由于支流的汇入,在交汇区与干流相互混掺顶托,改变了原有的水流形态,形成复杂的水流结构,对内河船舶航运的操纵性和安全性均造成一定影响。采用数值模拟试验方法,基于分离式(MMG)水动力模型,系统地研究了不同交汇角、汇流比以及干支流河道宽度比情况下交汇区船舶通航条件,即船舶航行时的漂角和偏航距离因素,并以此为基础,基于Design-Export响应面分析软件,得出了无量纲化后的最大偏航距离与交汇角、汇流比以及干支流宽度比之间的响应函数。 展开更多

关键词 支流入汇 干流通航条件 船模试验 航行漂角 最大偏航距离

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中高密集度浮冰区船体冰水动力试验研究

18

作者 国威 赵桥生 +1 位作者 祖永恒 杨宗豫 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期887-895,共9页

船冰作用力的预报是冰区船航行性能评估环节的重点。本文针对某冰区航行船开展操纵性斜航模型试验研究,采用以聚丙烯为主材的圆形非冻结模型冰,通过模型试验给出船在无冰水域和中高密集度浮冰区的船体受力,研究船体在不同航速和漂角下... 船冰作用力的预报是冰区船航行性能评估环节的重点。本文针对某冰区航行船开展操纵性斜航模型试验研究,采用以聚丙烯为主材的圆形非冻结模型冰,通过模型试验给出船在无冰水域和中高密集度浮冰区的船体受力,研究船体在不同航速和漂角下的船体受力特性,并基于典型工况分析试验数据的重复性,发展冰区航行船的非冻结模型冰模型试验技术。研究结果表明:浮冰密集度、航速和漂角的增大会使船体受力增大,高密集度和大漂角下船冰接触区域更大,试验数据重复性也较好。 展开更多

关键词 冰区航行船 非冻结模型冰 浮冰密集度 模型试验 漂角 冰力

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小角度流横向作用力的分析及在靠泊操纵中的应用 被引量：3

19

作者 赵永根 《航海》 2013年第3期46-49,共4页

在有流港,重载船入泊时小角度受流的影响对靠泊作业起着关键性的作用。本文对流的横向作用力的大小、方向、作用点进行了数字化综合分析,提出如何利用流横向作用力的方法,变不利因素为有利因素,提高流对船舶作用的感性认识,并在靠泊的... 在有流港,重载船入泊时小角度受流的影响对靠泊作业起着关键性的作用。本文对流的横向作用力的大小、方向、作用点进行了数字化综合分析,提出如何利用流横向作用力的方法,变不利因素为有利因素,提高流对船舶作用的感性认识,并在靠泊的实践中加以应用。 展开更多

关键词 流 漂角(α<30度) 横向力

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静水中并行两船水动力干扰数值研究（英文） 被引量：5

20

作者 周广礼 董文才 肖汶斌 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期237-248,共12页

为比较分析单船与两船并行航行的水动力差异,探讨静水中两船并行时漂角、船船相对位置对船体阻力、侧向力及摇首力矩的影响规律,文章基于RANS方程采用SST k-ω湍流模型,数值分析了某两船静水并行时船船相互作用。研究表明:不同漂角下两... 为比较分析单船与两船并行航行的水动力差异,探讨静水中两船并行时漂角、船船相对位置对船体阻力、侧向力及摇首力矩的影响规律,文章基于RANS方程采用SST k-ω湍流模型,数值分析了某两船静水并行时船船相互作用。研究表明:不同漂角下两船中对中并行时,船体所受阻力均较单船航行时有所增大且受到指向两船中间的附加侧向力;当两船并行斜航的漂角相反时,同一船舶位于迎流侧较背流侧时船体受力存在一定差异;两船并行直航时,船船相对位置对船体受力有较大的影响,当两船纵向间距小于一倍船长时,船船相互作用较为显著,在不同横向间距下,船体受力随纵向间距的变化规律相同,在一定纵向间距下,船间横向间距越小船船相互作用越强。 展开更多

关键词 漂角 相对位置 水动力干扰 两船

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