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高性能U型减摇水舱系统设计与控制方法研究的开题报告一、选题背景与意义随着科技的发展和社会的进步，船舶的性能和安全性要求越来越高。
船舶在航行过程中经常会遇到波浪，而波浪会对船只产生很大的作用力，导致船体产生剧烈晃动，这种晃动被称为“减摇”。
减摇是船舶设计中必须重视的问题，因为它不仅会影响航速和航行安全，还会对人员和货物产生不小的影响。
目前，市场上出现了一些船艇减摇系统，但其减摇效果无法满足高速船舶的需求，且实现成本较高。
因此，开发一种高性能的U型减摇水舱系统，对于提升船舶的减摇效果和航行安全具有重要意义。
二、研究目标和内容本研究的主要目标是设计一种高性能的U型减摇水舱系统，并研究其控制方法。
具体研究内容包括：1. 根据船舶的减摇需求和设计要求，设计合适的U型水舱系统，并进行流场仿真分析，优化系统结构和参数。
2. 研究U型水舱系统的动力学特性，分析其响应和影响，以及对船体的影响。
探究减摇水舱系统和船体的相互作用机理。
3. 针对U型水舱系统的特点，设计自适应控制策略，包括模型预测控制和模糊控制等方法，以实现高效的减摇效果。
4. 设计实验验证系统的性能，分析系统实际表现和仿真分析结果的差异。
三、研究方法和技术路线本研究采用理论分析和实验研究相结合的方法，以完成以上研究内容。
1. 理论分析。
通过建立数学模型和仿真分析，探究U型水舱系统的动力学特性和响应规律。
同时，结合船舶设计和减摇机理，优化系统结构和参数，提高减摇效果和航行安全性。
2. 实验研究。
设计实验验证U型水舱系统的性能，对实验结果进行数据分析，比较实验结果和理论仿真结果的差异，优化系统控制策略。
3. 技术路线。
本研究的技术路线主要包括U型水舱系统的设计与优化、系统动力学仿真分析、自适应控制算法设计、系统实验验证和数据分析等步骤。
四、预期结果和意义通过设计一种高性能的U型减摇水舱系统，并研究其控制方法，本研究的预期结果有：1. 实现高效的减摇效果和航行安全性，提高船舶的性能。
船舶减摇鳍/减摇水舱综合减摇试验装置研究的开题报告一、研究背景随着船舶吨级的不断增加和海上作业的多样化，船舶在大波浪、侧风等恶劣环境下的稳定性问题愈发严重。
其中，船舶摇晃问题是影响船舶稳定性、航行安全、船员工作和乘客舒适性的重要因素。
为了解决船舶摇晃问题，减摇措施被广泛使用，其中最常见的是减摇鳍和减摇水舱。
本研究旨在解决船舶减摇鳍和减摇水舱的减摇效果并比较两种减摇措施的优劣。
二、研究目的和内容本研究的目的是研究船舶减摇鳍和减摇水舱综合减摇试验装置的设计和建造。
同时，本研究还将围绕减摇鳍和减摇水舱进行实验研究，探讨典型条件下的船舶摇晃响应以及两种减摇措施的减摇效果。
本研究将重点阐述如下几个方面：1. 船舶减摇鳍和减摇水舱的基本原理和使用方法，比较两种减摇措施的优缺点。
2. 设计并建造一台综合减摇试验装置，包括减摇鳍和减摇水舱，以模拟真实船舶的摇晃情况和验证两种减摇措施的效果，同时对装置进行可靠性评估和优化改进。
3. 进行典型条件下的试验研究，详细记录船舶在不同海况下的摇晃响应和两种减摇措施的减摇效果。
利用实验数据分析效果，得到减摇鳍和减摇水舱的优点。
三、研究方法和技术路线1.文献调研：通过文献及网络资料调研的方法获取关于减摇鳍和减摇水舱的相关信息，并对减摇措施的优劣进行比较。
2.试验设计：通过模拟真实海况，设计一系列试验，记录并分析船舶在不同海况下的摇晃响应和两种减摇措施的减摇效果，研究减摇鳍和减摇水舱的适用条件和优点。
3.设计试验装置：根据实验需求设计并建造一台综合减摇试验装置，用于测试两种减摇措施的减摇效果。
4.实验数据处理：采集试验数据并进行处理，绘制出相关图表，根据数据分析研究减摇鳍和减摇水舱的优缺点，最终得出结论并提出改进意见。
四、研究意义本研究可以为解决船舶摇晃问题提供一种新思路，同时为船舶减摇领域的研究提供了理论和实验指导。
通过分析两种减摇措施，为船舶设计和使用提供依据，进一步提高船舶的安全性和稳定性。
船用减摇陀螺仪性能仿真分析
翟亚军;张怀宇
【期刊名称】《机电设备》
【年(卷),期】2018(035)004
【摘要】船舶航行中的摇摆会影响船员的正常工作和生活,以及设备的正常使用及寿命.高速旋转陀螺运动能够产生减摇力矩,抑制船舶的横摇与纵摇,因此,为无人小艇设计了一种陀螺减摇装置,以减小船舶横摇.通过建立陀螺减摇仪数字化模型,结合建立的船舶横摇非线性数学模型,利用Adams进行仿真分析,验证减摇陀螺仪对无人小艇的减摇能力,并探究陀螺仪减摇能力和船舶吨位的大小的关系.仿真结果表明:陀螺减摇装置有很好的减横摇能力,并且与船舶排水量的大小成线性关系.
【总页数】7页(P39-44,49)
【作者】翟亚军;张怀宇
【作者单位】中远海运重工有限公司,上海 210120;中远海运重工有限公司,上海210120
【正文语种】中文
【中图分类】U664.7
【相关文献】
1.高速船减阻减摇艏艉鳍的试验研究 [J], 毕毅;王波
2.三体船纵向减摇附体设计及减摇效果分析 [J], 原新;张欣
3.基于Adams的船用起重机伸缩套管减摇装置的原理及运动仿真分析 [J], 韩广
冬;李航;陈海泉;孙玉清;张金男;王生海
4.水翼对高速双体船纵向减摇性能影响研究 [J], 王允;余骁;李燎原;雷慧
5.三体船多附体减阻减摇数值研究 [J], 邓锐;张泽振;胡予潇;王士刚;吴铁成
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8000KW海洋救助船减摇水舱工程设计研究的开题报告一、研究背景近年来，随着全球海上事故和灾害的频繁发生，海洋救助船的需求量不断增长。
然而，在救援和救助过程中，船舶摇晃幅度大、稳定性差等问题也日益凸显，严重影响了救援的效果和救援人员的安全。
因此，研究如何减小海洋救助船的摇晃幅度，提高其稳定性，成为了当前有关海洋救援领域的研究热点之一。
二、研究目的本文旨在通过对8000KW海洋救助船减摇水舱工程的设计研究，探索一种有效的减小船舶摇晃幅度、提高其稳定性的方案，从而为提升海洋救援船的安全性和救援能力提供一种可行的技术支持。
三、研究内容和技术路线（一）研究内容1.分析海洋救助船摇晃的原因和特点；2.研究减摇水舱在海洋救助船中的应用原理和工作机制；3.根据海洋救助船的使用环境和技术要求，设计一套适合海洋救助船应用的减摇水舱方案；4.通过仿真和试验分析，验证减摇水舱方案的减摇效果和稳定性。
（二）研究技术路线1.文献资料调研：通过查阅相关文献，了解国内外海洋救助船减摇技术的研究现状和应用情况，为工程设计提供理论依据和基础数据。
2.理论模型和仿真模型建立：对海洋救助船的船体、减摇水舱、沉底泵等部件进行建模，通过数学模型对船舶航行时的各种力学作用进行仿真分析，为减摇水舱的设计提供依据。
3.减摇水舱方案设计：根据船舶的使用环境和技术要求，设计一套适合海洋救助船应用的减摇水舱方案，确保减摇效果和稳定性。
4.试验验证与分析：通过实际的海上试验和数据分析，验证减摇水舱的减摇效果和稳定性是否符合设计要求，同时对方案进行优化和改进。
四、预期成果通过对8000KW海洋救助船减摇水舱工程设计研究，预计可以获得以下成果：1.对海洋救援船摇晃的原因和特点有较深入的理解。
2.提出一种适用于海洋救援船的减摇水舱方案，并验证其减摇效果和稳定性。
3.积累相关技术数据和经验，为进一步推广和应用提供参考。
五、研究前景本文通过对8000KW海洋救助船减摇水舱工程设计研究，为减小船舶摇晃幅度、提高其稳定性提供了一种切实可行的技术支持。
双水舱减摇系统的减摇原理研究［ 作者：Admin 来源：博景源 点击数： 855 更新时间：2007-3-17 ］摘要减摇水舱是应用最广泛的船舶减横摇装置之一，它特别适用于经常工作在零航速或低航速的船舶减摇，如车客轮渡、滚装船和科学考察船等。
减摇水舱按结构形式可分为U 型减摇水舱和槽型减摇水舱，而U 型减摇水舱可以设计成被动式、主动控制式和可控被动式三种。
使用两个具有不同固有频率的被动式U 型减摇水舱能给横稳心高变化范围很宽的船舶提供很好的减摇效果。
本文根据拉格朗日动力学方程建立了船舶–可控被动式减摇水舱系统的数学模型。
并推导了装备两个具有不同固有频率的被动式U 型减摇水舱的船舶横摇频率响应函数，分析了影响船舶横摇频率响应幅值的水舱参数，通过仿真详细研究了水舱参数对船舶横摇减摇效果的影响。
分析了U 型减摇水舱在船舶中的垂向布置对船舶横摇响应的影响，介绍了U 型减摇水舱尺度设计，并通过MATLAB 仿真设计一个安装于RORO 船上的双水舱系统，验证双水舱系统的减摇效果。
关键词：减摇水舱;双水舱系统;数学模型;水舱参数;尺度设计;仿真ABSTRACTThe anti-rolling tank is one of the most popular used stabilizing equipments, and it fits for ships working at zero speed or low speed such as passenger and train ferry, roll-off vessel, research and exploration vessel and so on in particular. It can be classified as U-tube tank stabilizer and flume anti-rolling tank according to structuralconfiguration, and the former has three types, namely passive, active control and controlled passive tank in terms of the control mode. To use two passive U-tube anti-rolling tanks with different natural frequencies can provide very good rolling reduction over a wide range of metacentric height of ship. According to the Lagrangedynamics equation of motion, a mathematical model of the ship-controlled passive anti-rolling tank system is developed. And ship rolling frequency response function with two U-tube anti-rolling tanks with different natural frequencies is developed. A analysis has been made of tank parameters relative to rolling frequency response. And the effect to the ship rolling frequency response of these parameters was researched through computer simulating. A detailed analysis is made of the effect of tank vertical location on the ship rollingreponse. The scale design for tank is introduced in the paper and the scale of the two tanks located on a roro shipis designed with the software of MATLAB. Then test the result of the anti-rolling system with two tanks which is designed.Key Words: Anti-rolling tank; Anti-rolling system with two tanks; Mathematical model; parameter; scale design; simulating目录第1章绪论 11.1 减摇水舱简介 11.1.1 减摇装置简介 11.1.2 减摇水舱的种类 21.1.3 减摇水舱的发展概况 21.2 本文的目的及意义 6第2章减摇水舱的减摇原理及数学模型 82.1 被动式减摇水舱的工作原理及数学模型 82.1.1 被动式减摇水舱的工作原理 82.1.2 船舶在波浪中的运动 102.1.3 船舶的横摇运动模型 112.1.4被动式水舱系统的数学模型 122.2 船舶—双水舱系统的数学模型 192.2.1 船舶—双水舱系统的数学建模 192.2.2 系统方程的求解 232.2.3 船舶—双水舱系统中水舱的计算参数 242.3 本章小结 26第3章减摇水舱的系统设计 273.1 水舱位置的布置 273.1.1垂向布置对船舶–水舱系统横摇质量惯性矩的影响 283.1.2垂向布置对船舶–水舱系统横摇复原系数的影响 293.1.3垂向布置对船舶横摇固有频率的影响 303.1.4垂向布置对船舶和水舱耦合惯性矩的影响 313.2 减摇水舱的尺度设计 323.3本章小结 37第4章船舶—双水舱系统的仿真研究 384.1 船舶—双水舱系统的仿真实验及结果分析 384.1.1减摇水舱的计算参数对船舶—水舱系统横摇响应的影响 384.1.2 通过MATLAB仿真对水舱进行仿真设计 434.1.3 减摇水舱的尺度设计结果 464.1.3 减摇水舱的计算参数 484.2 本章小节 50结论 51参考文献 52致谢 53第1章绪论1.1 减摇水舱简介1.1.1 减摇装置简介横摇减摇作为一门学科已有一百多年的历史。
船用减摇陀螺仪性能仿真分析翟亚军，张怀宇（中远海运重工有限公司，上海 210120）摘 要：船舶航行中的摇摆会影响船员的正常工作和生活，以及设备的正常使用及寿命。
高速旋转陀螺运动能够产生减摇力矩，抑制船舶的横摇与纵摇，因此，为无人小艇设计了一种陀螺减摇装置，以减小船舶横摇。
通过建立陀螺减摇仪数字化模型，结合建立的船舶横摇非线性数学模型，利用Adams进行仿真分析，验证减摇陀螺仪对无人小艇的减摇能力，并探究陀螺仪减摇能力和船舶吨位的大小的关系。
仿真结果表明：陀螺减摇装置有很好的减横摇能力，并且与船舶排水量的大小成线性关系。
关键词：非线性横摇；陀螺减摇装置；建模仿真中图分类号：U664.7 文献标志码：A DOI：10.16443/ki.31-1420.2018.04.008Simulation Analysis of Performance of Marine Anti-rolling GyroscopeZHAI Yajun, ZHANG Huaiyu(COSCO Shipping Heavy Industry Co., Ltd., Shanghai 200120, China)Abstract: The ship's roll will affect the normal use and service life of the equipment as well as the normal work and life of the crew on board. The precession of high speed rotating gyroscope will produce anti-rolling moment, which can weaken ship’s rolling and pitching. A kind of anti-rolling gyroscope is thus designed to weaken the roll of the ship. By establishing the mathematical model of the gyroscope, combining the established nonlinear mathematical model of ship’s roll, and using the simulation analysis of Adams, the anti-rolling ability of the gyroscope is verified, and the relationship between gyroscope stabilization ability and the size of the ship tonnage is theoretically verified. The theoretical results show that the gyro anti-rolling device has a good impact on reducing the rolling, and it has a linear relationship with the ship displacement.Key words: non-linear rolling; anti-rolling gyroscope; modeling and simulation0 引言船舶减摇是提升船舶航行舒适性与安全性的重要途径[1]。
