1、 毕业论文开题报告 船舶与海洋工程 渔船操纵性研究 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1. 国内外研究动态 : 在全球化经济的发展中，船舶运输，作为五种主要的运输方式之一，起着越来越重要的作用。同时，船舶运输其安全性也是最为重要和最令人关注的问题。近几年来，由于船舶驾驶人员操作不当或因船舶操纵性差而导致的船舶碰撞事故时有发生。随着船舶科学技术的发展和世界航运量的扩大，世界各国的船舶科研人员和工作者开始致力于船舶操纵性的研究。 船舶操纵性是船舶重要航行性能之一，主要研究船舶保持和改变其航速、航向 及位置的能力，与船舶航行的安全性和经济性密切相关。船舶操纵性的研究起始于 20世纪
2、 30年代。 1946年， Davidson和 Schiff的工作标志着船舶操纵性理论研究的开始，他们首次从运动稳定性理论出发，给出操纵运动方程，提出了航向稳定性和回转性相互制约、相互矛盾的概念，为船舶操纵性的研究奠定了理论基础。 船舶操纵运动数学模型的研究一般分为水动力模型和响应模型两方面。在水动力模型研究方面，主要有两大流派 :一个是以 Abkowitz为代表的整体式水动力模型，这种模型把船体、螺旋桨和舵看作一个整体，避免了处理三者之间 干扰的困难。这种模型预报出的结果相当好，但由于该模型包含船体、螺旋桨和舵等多种因素，不便于开展系列化的模型试验。另一个是 MMG模型。即从 1976年起，
3、日本的操纵性数学模型小组(Mathematical Modeling Group， MMG)通过进行一系列的拘束模型试验，研究船体、螺旋浆与舵的水动力以及它们之间的干扰作用，提出一种分离式的船舶操纵运动水动力模型，一般称之为 MMG模型。 随后，芳村康男、小獭邦治、贵岛胜郎、平野、井上等都基于此模型，从不同角度对船舶操纵运动水动力模型进行研究。鉴于船舶在低速、浅水 域及其他限制条件下的船舶操纵的重要性，日本一些学者对对低速、浅水域及其他限制条件下的操纵性能进行了大量研究，提出了不少操纵数学模型及其对应导数的计算方法。这种模型虽然要处理复杂的船桨舵干扰问题，但每一项水动力都具有明显的物理意义，便
4、于应用系列化的模型试验结果来进行计算。世界各主要造船国也积极开展相关研究，尤其是包括操纵性设计在内的船舶操纵运动仿真系统的开发，为船舶操纵运动仿真的实用奠定了基础。 响应模型方法是将船舶看成一个动态系统，引入运动响应模型，用控制理论来分析船舶运动。利用船舶操纵运动的响应模型，能把 握船舶在操舵时的操纵运动及其对操舵响应的快慢，即使采用一阶近似的简单响应模型也能求得相当近似度的操舵响应。随着试验精度的提高和响应模型的发展，这种方法己成为在船舶设计阶段预报操纵性的重要手段。但是，运动响应模型方法要求对每一个具体设计的船舶进行自航船模试验，这需要花费大量的人力和物力，而且自航模型和实船之间的相关问题
5、也有待进一步的研究，因而在实际应用中受到一定的限制。 我国操纵运动数值计算方面的研究起步较晚，二十世纪七十年代末，范尚雍利用前苏联资料进行了船舶回转运动的计算。进入二十世纪八十年代，出现了操纵性 模拟计算的热潮，周昭明、夏尚钮、范尚雍、乐美龙、张潞怡、李美著、田超等学者，先后进行了船舶操纵性计算研究。在过去的几十年中，船舶操纵性的研究取得了巨大的进展，对单桨单舵的运输船舶，己经可以不进行特定的约束船模试验，实现初步设计阶段的操纵性预报。其主要的船舶操纵性的研究内容包括船舶的运动性能以及船舶所处的自然环境和地形环境（如风、浪、流以及浅水与狭窄航道 )对其运动性能的影响即对其是否满足操纵性要求的预
6、报。） 2. 选题的依据和意义 : 近些年来，随着渔船使用数量的不断增加，其渔船海难、海损事故也时有发生。每年由 于渔船的海难、海损事故，使不少渔民失去了生命，并造成重大经济损失。就目前为而言，船舶操纵研究仍然面临许多具体的问题，尤其是渔船的操纵性上。如怎样进一步提高预报精度、扩大预报船舶的种类，以及如何考虑环境对船舶操纵性的影响，尤其是风浪流及浅水中的操纵运动预报等。此外，如何提高渔船的操纵性也是目前研究的一个热点问题，且亟待解决。 针对这些问题，通过阅读大量相关资料，我发现可以通过对船舶航向控制系统中的关键装置，即舵，进行研究，来解决相关问题。通过对舵的控制，可实现船舶的航向改变或保持 .
7、因此，我们可以利用对舵的不同 设计与控制来影响船的操作性。本文，将从舵的研究中找出提高渔船操纵性的有效途径，以便为船舶工作者提供较大的方便，且提高渔船的安全性。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 研究基本内容： 1如何设计好船舶的舵。 2如何确定舵系结构和舵系布置。 2舵设计与船舶操纵性的关系。 拟解决问题： 分析船型参数的作用；分析舵在操纵性中的影响；设计渔船的舵叶及舵系结构使渔船能正常行驶。 三、研究步骤、方法及措施： 1 查阅相关资料 ,做好笔记 。 2 仔细阅读研究文献资料 。 3 在老师指导下 ,确定 选题 撰写开题报告 文 献 综 述 列出论文提纲 撰写文初稿 修改论文 论文
8、定稿 。 方法及措施： 通过文献学习，了解舵设计的规范要求 查找资料，分析舵对渔船操纵性的影响 根据实际参数，选取合适方案设计舵 用选定方案根据渔船规范计算得出舵叶和舵杆的数据。 四、参考文献 1 孙立成 .船舶避碰决策数学模型的研究 D. 大连 :大连海事大学 , 2000. 2 郑中义 .船舶自动避碰决策系统的研究 D. 大连 :大连海事大学 , 2000. 3 程细得 .内河船舶操纵及避碰决策优化研究 D. 武汉 : 武汉理工大学 , 2007. 4 邱建华 .船舶转心位置的变化规律与操纵、避碰间关系的探讨 J. 中国学术报 , 2007: 51-56. 5 周祖逵 .渔船事故分析与提高
9、其安全性的探讨 J. 中国学术报 , 2006(3): 20-24. 6 船舶与海洋工程专业 .船舶操纵性与耐波性 C.浙江 :浙江海洋学院 ,1997 7 沈德良 .小型船舶液压操舵系统的设计 J. 船舶节能 , 2002(1): 24-27. 8 邹伟红 ,唐议 ,刘金红 .我国海洋渔业安全生产状况分析 J. 上海水产大学学报 , 2007, 16(6): 608-612. 9 梅琴生 . 船用舵 M. 北京：人民交通出版社， 1981: 152158. 10 姚 杰 ,李 昕 .渔船操纵性指数 K、 T的统计分析 J. 中国航海 ,2003(1):29-31. 11 李铁山 ,刘程 ,陈
10、纳新 .带有舵机特性的船舶航向自动舵实用设计 J. 大连海事大学学报 , 2010, 36(3): 1-6. 12 赵希人 ,唐慧妍 ,王宪荣 ,等 .利用航向舵减横摇控制研究 J. 系统仿真学报 , 2005, 17(1):174-177. 13 王化明 .限制水域操纵运动船舶粘性流 场及水动力数值研究 D. 上海 :上海交通大学 , 2009. 14 毕跃文 .4000DWT多用途船襟翼舵的设计与安装 J. 船舶工程 , 2009, 31(3): 1-4. 15 贾欣乐 , 张显库 . 控制器应用于船舶自动舵 J. 控制与决策 , 1995, 10( 3) : 250-254. 16 Det Norske Veritas.Prevention of Harmful Vibration in ShipM.July,1983 17 Ohtomi K. Free Vibration of Rectangular Plates Stiffened With Vis2 coelastic Beams J.Journal of Applied Mechanics,1985,52 18 中华人民共和国农业部渔船检验局 .钢质海洋渔船建造规范 M.国防工业出版社 , 1998.
