系泊状态船舶横摇减摇装置与系统

系泊状态船舶横摇减摇装置与系统
出版时间：2013年版
内容简介
　　《系泊状态船舶横摇减摇装置与系统》首先在分析减摇水舱控制机理的基础上，根据最优控制原理，提出了可控被动式减摇水舱的最佳控制，给出了最佳控制的实现方法；研究了主动式减摇水舱控制器的设计及确定水舱主动力的方法；对被动式、可控被动式和主动式减摇水舱系统进行了仿真分析。《系泊状态船舶横摇减摇装置与系统》在广泛调研国内外仿生流体研究包括昆虫、鸟类飞行和鱼类巡游推进机理的理论研究、实验研究、数值模拟和模型研制的基础上，把零航速减摇鳍升力产生模式与昆虫悬停、鸟类飞行及鱼类摆动鳍、尾推进模式作为研究对象，采用理论分析、仿真计算和数值模拟相结合的研究方法，建立了可变弦长Weis-Fogh减摇鳍升力模型和单鳍仿生翼纵摇耦合升沉零航速减摇鳍升力模型；论证了两鳍片间的间隙对Weis-Fogh减摇鳍升力特性的影响；定义了升力对间隙的敏感因子的概念；得出了间隙对减摇鳍弦长的无量纲因子不大于10时间隙对升力影响不大的结论，该结论可以作为实际设计中的参考。《系泊状态船舶横摇减摇装置与系统》深入分析了所提出的两种零航速减摇鳍的运动特征和力学机理，结合船舶减摇控制技术，将升力控制引入船舶零航速减摇鳍控制系统中，进一步引入能量限制建立了船舶零航速减摇鳍控制系统。
目录
1 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 船舶零航速减摇相关技术发展综述
1.2.1 舭龙骨
1.2.2 减摇水舱
1.2.3 减摇鳍
1.2.4 升力减摇鳍
1.2.5 零航速减摇鳍
1.3 仿生流体力学研究概况
1.3.1 Weis-Fogh机构研究概况
1.3.2 扑翼理论研究概况
1.3.3 鱼类摆动尾鳍和胸鳍推进研究概况
1.4 主要研究工作
2 系泊状态船舶减摇理论研究
2.1 船舶横摇运动的数学模型
2.2 海浪的数学模型
2.2.1 海浪的基本特性与数学描述
2.2.2 海浪的波能谱
2.3 海浪作用下零航速时船舶的横摇响应
2.4 减摇水舱的减摇原理
2.4.1 减摇水舱工作原理
2.4.2 船舶-可控被动式水舱系统数学模型
2.4.3 系统方程求解
2.5 减摇鳍的减摇原理
2.5.1 传统减摇鳍的减摇原理
2.5.2 升力减摇鳍的减摇原理
2.5.3 零航速减摇鳍的减摇原理
2.6 零航速减摇鳍结构及减摇过程研究
2.6.1 Weis-Fogh零航速减摇鳍
2.6.2 单鳍仿生翼零航速减摇鳍
3 减摇水舱控制方法研究
3.1 减摇水舱控制机理
3.2 可控被动式水舱水流控制阀的配置
3.2.1 水道中的水流控制阀
3.2.2 气道中的水流控制阀
3.3 气阀控制时舱内水的运动
3.4 可控被动式减摇水舱的控制输入
3.4.1 以边舱水位作为控制输入
3.4.2 以船舶横摇角作为控制输入
3.4.3 以船舶横摇角速度作为控制输入
3.4.4 以水舱连通道水的流动方向作为控制输入
3.5 可动控制式减摇水舱最佳控制方法
3.5.1 水舱最佳控制原理
3.5.2 最佳控制的实现方法
3.6 主动控制式减摇水舱
3.6.1 水舱主动力的确定
3.6.2 主动式水舱控制器设计
3.7 减摇水舱系统仿真
3.7.1 水舱固有频率对横摇运动的影响
3.7.2 可控被动式减摇水舱系统仿真
3.7.3 主动式减摇水舱系统仿真
4 减摇水舱系统设计
4.1 减摇水舱类型选取
4.1.1 被动式、主动式和可控被动式减摇水舱的选取
4.1.2 U形减摇水舱和自由液面减摇水舱的选取
4.1.3 闭式水舱和开式水舱的选取
4.2 减摇水舱垂直位置布置问题研究
4.2.1 垂向布置对船舶一水舱系统横摇质量惯性矩的影响
4.2.2 垂向布置对船舶一水舱系统横摇复原系数的影响
4.2.3 垂向布置对船舶横摇固有频率的影响
4.2.4 垂向布置对船舶和水舱耦合惯性矩的影响
4.2.5 垂向布置对船舶横摇和舱内液体运动的影响
……
5 减摇水舱半实物测量系统
6 改进的Weis-Fogh零航速减摇鳍研究
7 单鳍仿生翼零航速减摇鳍的研究
8 零航速减摇鳍伺服控制系统研究
9 船舶零航速减摇鳍控制系统研究
10 零航速减摇鳍升力测量装置研究
11 零航速升力控制减摇鳍半实物仿真试验研究