一、气阀可控U型水舱的减摇理论及数值模拟（论文文献综述）
马亚州[1]（2021）在《矩形减摇水舱数值模拟与减摇机理研究》文中研究表明随着人类对海洋资源需求的不断扩大,海洋工程船舶得到了巨大的发展。海洋工程船舶的横摇运动问题也越来越受到人们的关注,人类发明了各种各样的减摇水舱来减小船舶的横摇运动,其中被动式矩形减摇水舱具有不需要额外消耗能源、结构简单、节省空间、易于保养、价格便宜、技术要求低的优点。本文针对被动式矩形减摇水舱进行数值模拟和减摇机理研究。本文在频域范围内,基于运动物体的平衡原理,建立船舶-减摇水舱耦合横摇运动方程并获得解析解。其中矩形减摇水舱对船舶的作用力矩看作是船舶横摇运动复原力矩的一部分,使用Ikeda方法获得横摇阻尼力矩系数,使用DNV.SESAM的Hydro D模块计算获得船舶的水动力系数,包括附加质量、附加阻尼（波浪阻尼）和波浪载荷。在频域范围内研究满载载况和压载载况下矩形减摇水舱的减摇效果。结果表明在满载载况和压载载况下,矩形减摇水舱在小范围波浪圆频率内有减摇效果,且每一个波浪圆频率对应一个液舱水深使矩形减摇水舱达到最佳减摇效果。本文在时域范围内,基于脉冲响应叠加原理,使用间接时域方法构建船舶横摇运动方程,将通过CFD方法求解的减摇水舱液舱晃荡运动载荷作为外力项添加到船舶横摇运动方程中,构成船舶-减摇水舱耦合横摇运动方程,求解船舶的运动状态。将船舶的运动状态作为CFD求解减摇水舱液舱晃荡运动的激励条件,进一步引起液舱的晃荡产生矩形减摇水舱对船舶的作用力影响船舶的横摇运动。如此连续耦合求解获得矩形减摇水舱在规则波浪下满载载况和压载载况中的减摇效果并与频域法比较。结果表明在满载载况和压载载况下,频域计算结果和时域模拟趋势变化基本吻合。矩形减摇水舱在最佳装载水深处,减摇效果的频域计算结果和时域模拟结果有较大差别,此时时域模拟更准确。本文基于双参数P-M谱模拟随机波浪,在时域范围内研究满载生存工况、满载作业工况、压载生存工况和压载作业工况下矩形减摇水舱的减摇效果。结果表明在随机波浪中,矩形减摇水舱液舱水深为一半左右时,减摇效果最佳。在此基础上,对矩形减摇水舱的长宽尺寸和阻尼格栅进行研究,结果表明矩形减摇水舱长度和宽度不宜过长或过短,方案13的阻尼格栅减摇效果最好。
王继铭[2]（2021）在《半潜船减摇水舱结构设计及控制方法研究》文中研究表明由于受到来自海上的风、浪等外界环境干扰作用,船舶在航行时会产生六个自由度的摇摆运动,严重时将会影响船上人员的舒适性和载重货物的安全性。但与其它船舶不同的是,半潜船除了需要在海平面上航行外,有时还会在半潜状态下进行潜航作业,或在全潜状态下装载其它船舶或进行潜艇救援等工作。半潜船在航行时的不同工作状态会导致其横摇周期的变化范围较大,同时其具有重心高、稳性差、船舶恢复力矩小等特点,使得半潜船在长距离的海上航行中遇到大风浪侵袭时,会比其他船舶更容易发生大角度的横摇运动,因此这类船舶在海上航行与作业时通常会配备减摇设备,其中较常用的减摇设备主要有减摇鳍与减摇水舱等。与常规的减摇鳍相比,减摇水舱在任意航速下均能够获得减摇效果。本文针对不同工况下半潜船横摇周期变化大的特点,对U型减摇水舱内部挡板结构进行设计并选取相应的控制方法来减小处于不同工况下半潜船的横摇运动。首先,本文对半潜船和减摇水舱研究的目的和意义,以及国内外目前的研究现状进行了介绍,并给出了论文的主要研究内容和结构安排。通过分析船与减摇水舱系统的动势能来建立“船-可控被动式水舱”的横摇运动模型,同时结合海浪对船舶横摇运动的影响,分析同一海况不同工况下半潜船横摇特性及影响减摇水舱特性的主要因素,并给出了减摇效果的计算公式,为后续水舱的结构设计与控制仿真奠定基础。其次,本文对可变周期U型减摇水舱内部挡板结构和挡板控制方法展开研究。对U型减摇水舱内部设计了常规矩形和T型两种挡板结构,使用FLUENT软件来模拟水舱的自由衰减从而得出不同挡板结构和数量对水舱周期的影响,根据仿真结果对水舱内部T型挡板结构进行优化,使之与不同工况下半潜船的横摇周期相匹配;通过调整水舱内部T型挡板的高度,改变水舱内水的流量的挡板控制方法,结合自回归模型对半潜船横摇周期预报,在MATLAB软件中对其进行仿真得到可变周期减摇水舱的减摇效果。然后,本文对气阀可控式U型减摇水舱的气阀开关控制方法展开研究。为了使RBF神经网络能够适用于三种工况下半潜船的横摇运动,对三种工况下半潜船横摇运动的平稳性与各态历经性分别展开分析;采用RBF神经网络对半潜船横摇半周期预测方法与水舱气阀开关的最佳相位控制方法相结合,在MATLAB软件中对其进行仿真得到气阀可控式减摇水舱的减摇效果。最后,本文开展了半潜船与气阀可控式水舱的模型实验,通过对实验数据的结果分析,来验证数值仿真所得到的结论是否具有一致性。
张晓磊[3]（2020）在《救助船舶运动7DOF数学模型的研究》文中指出船舶与海洋工程的实践应用与船舶操纵模拟器的发展,共同驱动着波浪中船舶操纵运动数学模型的研究。以高海况（本文特指6级海况及以上）中的船舶救助为背景,针对目前船舶操纵模拟器对救助船运动模拟精度不足的问题,本文从操纵性-耐波性统一数学模型、高海况中的减摇问题、波浪载荷求解问题和实时运动模拟4个方面开展深入研究,目的在于提高数学模型特别是救助船运动数学模型的精度,为船舶在高海况中的运动特性分析和救助船操纵模拟器行为真实感的研究提供理论支撑。（1）在统一模型方面,本文综合考虑环境载荷对船舶运动的影响,基于Cummins统一模型系统化的建立了完备的6DOF耦合船舶运动数学模型。其中,全面集成船体水动力、阻力-推进、回复力、舵力、风和波浪载荷模块,还特别考虑了流作用及波浪中舵桨沉深等问题。对主要模块进行了逐一的计算或验证,以保证各模块的有效性和准确性,其中横摇阻尼计算的最大误差在5%左右,阻力-推进系统的桨速计算最大误差约10.9%。（2）在减摇数学模型方面,由于救助船配备有可控被动减摇水舱,因此针对高海况下救援过程中的减摇问题,采用哈密尔顿动力学建立一般形式的减摇水舱数学模型,进而推导得到矩形横剖面的U型减摇水舱模型,在此基础上给出两侧气阀的最佳相位PD控制模型;将减摇水舱模型与6DOF船舶运动数学模型相结合,建立了完整的7DOF船舶-减摇水舱耦合运动数学模型。为验证减摇水舱及气阀控制模型的准确性和有效性,对仅考虑横摇和水舱液位的2DOF模型进行了规则波中的试验与仿真对比。结果表明,被动和可控被动减摇水舱确实能达到很好的减摇效果,减摇分别达46.5%和66.9%。（3）在波浪载荷数值计算方面,本文同时考虑一阶波激载荷和二阶平均漂移载荷对船舶操纵运动的影响。在频域范围,基于流场速度势非线性边值问题,运用摄动展开法建立无限水深有航速条件下的线性边值问题;采用3D Green函数源法对一阶辐射和绕射问题进行数值求解,基于动量守恒原理,推导建立了计算量小、收敛性快的漂移载荷远场表达,并开发相关的载荷计算程序。以简单几何半球体、Wigley-I船、带有艉部外飘的S175船及Mariner船为研究对象,对本文方法的可靠性和有效性进行验证。结果表明,本文方法对辐射、绕射和波浪诱导运动等一阶问题,能保证计算结果的精度;对于二阶漂移载荷,在垂荡和纵摇运动的谐振频率附近,能较好预测漂移载荷的峰值位置;在短波长λ/L<0.5区域,本文结果相比其他主要研究学者的数值结果,能更好的趋向于渐进理论值。在时域范围,将模块化7DOF数学模型应用于实船,全面分析其对操纵性-耐波性问题预测的精确性和有效性。实船对象包括带有方艉的南海救111（NHJ111）、Mariner、带有艉部外飘的S175及育鲲（YuKun）。静水回转操纵中,通过与试验值的对比表明,7DOF模型精度可达7.0%,且预测结果优于经验方法和2D切片理论方法。在波浪中的操纵中,以Mariner和S175为对象,对发表稀缺的短峰波漂移载荷进行预测,与已发表其他学者的规则波数值结果相比,本文结果略小且有明显的振荡特性,回转圈和运动量的预测结果,与试验值和其他学者的结果吻合较好;对于YuKun,进行风、流和浪联合作用下的回转操纵计算,本文结果与试验回转圈吻合很好,充分表明所建立数学模型的优良船型适用性及其所能达到的最大预测精度,能较好预测实际海况中的船舶运动。采用已验证的7DOF数学模型,在6级海况下对NHJ111的操纵运动进行仿真预测,包括静水中风和流作用的操纵、短峰波中考虑舵桨沉深及减摇水舱作用下的操纵等。（4）将验证的7DOF数学模型应用于救助船操纵模拟器,自主开发了完整的船舶-减摇水舱耦合运动仿真测试平台,从视感和体感角度模拟高海况下的救助船运动。视感方面,为解决短峰波载荷计算耗时问题,本文提出采用并行同步追逐插值方法,将视景帧速率从7 FPS提升到20 FPS,满足了实时可视化15 FPS的最低要求,兼顾了模型的“精度”和计算的“实时”。体感方面,引入6DOF Stewart摇摆台,采用洗出滤波算法和动态虚拟装配算法,从试验和仿真方面实现了救助船的摇荡运动模拟,为配备有Stewart摇摆台的救助船操纵模拟器研究和相关标准制定奠定基础。
兰立奇[4]（2020）在《船舶减摇鳍/水舱联合减摇系统控制研究》文中提出剧烈横摇对船舶的适航性及安全性产生严重影响。船舶减摇鳍/水舱联合减摇系统是结合减摇鳍和可控被动式减摇水舱的综合减摇装置,这种减摇方式通过合理分配两种减摇装置的工作份额,使船舶减少能量损耗的同时完成全航速下良好的减摇效果。本文重点研究搭建鳍舱联合减摇系统的非线性数学模型,以及低航速时可控被动式水舱气阀控制器设计和中高航速时鳍舱联合减摇系统的终端滑模控制器设计。论文的主要研究内容有以下几点:（1）基于船舶运动的静力学与动力学理论,考虑在高海情下船舶横摇运动的非线性特点,在船舶减摇鳍非线性数学模型和船舶可控被动式减摇水舱非线性数学模型的基础上搭建了鳍舱联合减摇系统非线性数学模型。参考某滚装船参数,对不同海况下的船舶鳍舱联合减摇系统模型进行仿真研究,验证所建立的船舶模型的正确性。（2）在减摇鳍控制系统和船舶可控被动式减摇水舱控制系统基础上,设计出船舶鳍舱联合减摇控制系统。在低航速时,针对传统控制方式所存在的舱内水运动的相位滞后问题,根据船舶横摇角加速度可对横摇角速度的变化进行预报的特性,提出最佳相位PD控制方法控制水舱气阀开闭,使水舱内水的振荡运动刚好滞后横摇运动90°相位角,最大程度地发挥水舱在低航速时的减摇能力。（3）在中高航速时,针对船舶鳍舱联合减摇模型中的非线性因素,引入终端滑模控制算法,解决了常规PID控制时鲁棒性较差的问题,并针对终端滑模控制容易出现奇异和收敛速度慢的问题,将快速非奇异特点与终端滑模的优点相结合,设计了船舶鳍舱联合系统快速非奇异终端滑模控制器。（4）上述对于在中高航速时的控制器设计是在船舶模型参数已知的背景下进行的,但在实际复杂的海况下,船舶的部分参数是不可测量的,利用模糊自适应控制的良好逼近特性对船舶模型未知项模糊逼近,并与快速非奇异终端滑模控制算法相结合,设计了鳍舱联合系统的快速非奇异终端模糊自适应滑模控制器,使控制器设计无需依赖精确的船舶模型。论文对鳍舱联合减摇系统在不同航速和海况下进行仿真研究,结果表明低航速时可控被动式水舱减摇效果要优于被动式水舱,中高航速时设计的快速非奇异终端模糊自适应滑模控制器具有鲁棒性强、自适应性好及响应速度快等优点,验证了所设计得船舶鳍舱联合减摇系统在全航速下都具有良好的减摇效果。
李嘉宁[5]（2019）在《船舶减摇与抗横倾组合系统控制研究》文中指出船舶在海面上航行或港口码头作业时,在风、浪、载荷扰动等因素作用下,产生横摇或横倾运动。剧烈的横摇或横倾运动会严重影响船舶的适航性、安全性并降低经济效益。减摇与抗横倾组合系统是由减摇水舱和抗横倾系统组成的船舶综合平衡装置,满足了船舶减摇和抗横倾功能的综合需求。本文重点研究建立船舶减摇与抗横倾组合系统横摇与横倾运动非线性数学模型,以及减摇与抗横倾组合系统Backstepping滑模控制。论文的主要研究内容包括以下几点:（1）基于随机海浪的谱密度理论,建立了海浪扰动的数学模型,并对不同海情下长峰波随机海浪波幅及力矩进行了仿真研究;基于重心移动定理,建立了载荷水平横移及不对称装卸引起的载荷扰动数学模型,并进行了力矩仿真研究。（2）基于船舶运动的静力学与动力学理论,考虑海浪扰动和载荷扰动条件下船舶横摇与横倾运动的非线性特点,建立了船舶横摇与横倾运动的非线性数学模型。基于某集装箱船参数,针对不同海况和工况下的扰动类型,分别进行了船舶横摇和横倾运动仿真,验证了所建立数学模型的正确性。（3）针对船舶横摇与横倾运动中的非线性因素,结合Backstepping方法的系统设计结构化特点和滑模变结构控制（SMC）方法的对扰动和对象参数变化不灵敏特性,设计了减摇与抗横倾组合系统Backstepping滑模变结构控制器。（4）针对海浪扰动和载荷扰动的不确定性,将自适应控制与Backstepping滑模变结构控制器相结合,设计了自适应Backstepping滑模控制器,使得控制器的设计不依赖扰动的上界。（5）针对上述控制器的设计对船舶横摇与横倾运动数学模型依赖性较强,将RBF神经网络（RBFNN）的万能逼近特性与自适应Backstepping滑模控制器相结合,设计了RBFNN自适应Backstepping滑模控制器,使得控制器的设计不依赖被控对象精确的数学模型。论文针对上述设计的Backstepping滑模控制器及改进方案,在不同海况和工况下进行了船舶减摇和抗横倾仿真研究,结果表明所设计的控制器具有较强的鲁棒性、自适应性,减摇和抗横倾效果良好。
王成彬[6]（2019）在《带减摇水舱的海洋工程船舶在波浪中的横摇运动响应研究》文中认为船舶在波浪中航行,当波浪周期接近船舶横摇固有周期时,会出现共振现象,导致船舶大幅横摇运动,危害船舶航行安全。为了减小船舶横摇,人们选择在船上安装减摇水舱等减摇装置,因此,对带减摇水舱的船舶在波浪中的运动进行研究,具有很大的现实意义。本文研究了带减摇水舱的船舶在波浪中的横摇运动情况,首先研究水舱晃荡的固有周期和无因次衰减系数的变化规律,然后根据船舶横摇的固有周期,选择水舱水阀的开关和液位的高度,使船舶-水舱系统满足“双共振”原理,再开展带减摇水舱船舶在波浪中运动的模型试验和数值模拟研究。首先,开展了减摇水舱的自由衰减模型试验,得到了不同水阀开关情况和不同液位高度时减摇水舱的自由衰减周期和无因次阻尼系数的结果,通过试验发现:关闭水阀和增加液位高度可以增大减摇水舱的自由衰减周期和无因次阻尼系数。接着,本文基于OpenFOAM中的求解器Inter FOAM提出了数值模拟减摇水舱内液体晃荡运动的程序算法,对减摇水舱的自由衰减运动进行模拟,并将模拟得到的水舱自由衰减周期和无因次阻尼系数与模型试验结果进行了对比,结果吻合很好,证明本文提出的数值模拟算法是合理的。并对水舱横摇时舱内液体的晃荡力矩进行了数值模拟研究,发现:横摇幅值一定时,横摇周期等于水舱固有周期时晃荡力矩最大;横摇周期一定时,横摇幅值越大晃荡力矩越大。然后,根据减摇水舱自由衰减试验结果,在保证减摇水舱固有周期尽可能等于船舶横摇固有周期的情况下,本文选择水舱水阀全关、液位0.13m开展了带减摇水舱船舶的模型试验,得到不同波浪周期下减摇水舱不介入和介入时船舶横摇运动响应结果。最后,本文使用简化算法,用试验测得的减摇水舱介入时船舶的横摇运动时域数据来模拟减摇水舱的力矩,并编写了求解船舶在波浪中运动的程序,实现了带减摇水舱船舶在波浪中运动响应的模拟,模拟得到的船舶横摇运动结果与试验结果吻合很好,从侧面说明本文对减摇水舱力矩模拟的结果是合理的。本文提出的数值模拟减摇水舱内液体晃荡运动的程序算法对带减摇水舱船舶运动的预报,具有重要的理论意义和工程应用价值。
韩研[7]（2018）在《船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统研究》文中进行了进一步梳理对于执行某种或多种使命任务的水面舰船来说,需要在紧急工况下高速航行至某特定海域,到达目的地后,又需要低速在该海域执行相关任务,如海洋环境监测、周边环境测绘或者是搜救捕捞任务等。这就要求,无论是在高速工况还是低速工况下,这种水面舰船的摇摆尽可能小,尤其是减小横摇运动的影响,以保证其顺利安全地执行相关任务。目前国内外的减横摇技术大都采用单独的减摇装置,而有关于舱鳍联合减摇的技术研究又存在着多种问题,比如:在低航速下减摇鳍减摇份额很小,在高航速下减摇水舱减摇份额也很小,此时加入减摇鳍和减摇水舱会造成能源的浪费。针对上述问题,为降低系统能耗,同时实现船舶的全航速下有效减摇,本文设计了船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统控制方案以及控制策略。首先,对船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统的总体构成进行了设计,分析了船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统的系统构成。其次,通过对减摇鳍系统,可控被动式减摇水舱系统数学模型的建立,推出了船舶鳍/水舱联合减横摇控制系统的数学模型,尤其是详细阐述了加入气阀开关控制式减摇水舱的船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统的数学模型的建立过程。然后,对船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统中“鳍/水舱控制器”的控制策略进行了设计,提出采用分级控制的控制策略对减摇鳍工作状态进行控制,使船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统中的减摇鳍可以在适当航速下退出工作。针对减摇水舱,提出采用“气阀开关控制式减摇水舱”,并在说明以往常用的两种气阀开关控制策略的基础上,提出“水舱气阀开关PD控制策略”。对于控制系统的PID控制器,提出采用“基于能量最优的变参数PID控制器控制策略”。最后,为实现船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统的控制方案和控制策略的仿真,设计了船舶减摇鳍/水舱联合减横摇控制系统仿真软件。该软件具备用户管理,实时仿真,仿真图像显示,数据存储,数据查询等多种功能。方便用户模拟仿真不同船型和各工况下的船舶减摇鳍/水舱联合减横摇控制系统的横摇状况,从而进行理论研究。
孙林[8]（2016）在《减摇水舱阻尼结构设计及固有周期研究》文中研究表明减摇水舱结构简单、使用方便、在低航速与高航速都具有良好的减摇效果,特别适用于长期在海上停泊作业的船只,是目前应用较为广泛的船舶减摇装置。它的减摇原理是在船体发生横摇时,通过水舱中水振荡形成液位差,进而形成额外的恢复力来减小船体的摇荡运动。要使减摇水舱的恢复力矩发挥最大功效,舱内水振荡需要落后船体横摇周期的四分之一。所以,设计减摇水舱时,周期与阻尼是尤为关键的两个参数。目前对于水舱设计初期的方案设计阶段,在其尺寸、位置已经设计完成的情况下,还不能精确的预报不同水舱阻尼特性,因此无法准确的设计出符合条件的水舱的阻尼结构,必须依靠试验的手段。测试水舱性能通常有两类方法:水舱模型测试法（摇摆台实验、船模水池实验）、实船测试法。通常试验研究消耗很多的人力、物力和财力,模型测试法受尺度效应的影响很难保证结果与真实情况相同,实船测试条件受自然环境制约,结果也会受到很多外界因素的干扰。通过CFD来仿真减摇水舱晃荡并进行有关的特性分析就可以避开以上干扰因素。本论文首先针对某滚装船进行减摇水舱基本设计（包括尺寸、位置等）,并利用FORTRAN编写程序计算幅频特性与水舱阻尼系数的关系,分析结果得出满足要求的阻尼系数方案;然后使用CFD数值仿真水舱自由衰减实验,监测水舱通道中点的速度变化,得出水舱固有周期,并将结果与资料数据相对比,归纳减摇水舱周期随阻尼结构的变化规律,给出较为准确的新的固有周期估算公式;从CFD仿真水舱自由衰减实验入手获得水舱消灭曲线,最后运用到不同水舱内组合结构流动阻尼计算研究。经计算分析得到一套合乎水舱内组合结构流动阻尼估算方法,设计出了满足使用要求的水舱内部结构并对其减摇效果进行了测试。该估算方法对减摇水舱内部阻尼板设置具有一定参考价值。
黄晴[9]（2016）在《通海水舱在近岛礁浮式平台上的减摇应用数值研究》文中研究表明我国海洋面积辽阔,岛屿众多,特别是南海的岛礁,除了可以提供丰富的海洋鱼类资源等,岛礁周围的珊瑚礁盘还起到了重要的肖波护岛作用。从军事战略上看,掌握南海岛礁的主动权,就意味着能够在一定程度上控制从马六甲海峡到亚、非、欧各大洲的多半以上海上通道。然而目前我国岛礁的基础生活设备比较匮乏,如何有效地发展岛礁经济、开发岛礁渔业和旅游资源,是目前亟待解决的。综合考虑保护环境、便于施工以及经济成本等方面,采用混凝土材料的浮式平台的作为岛礁开发、渔业生产和旅游开发等综合生活保障基地。本文研究的对象,是混凝土浮式生活保障平台,考虑岛礁对平台六自由度运动的影响,探究通海水舱在平台上的减摇应用。本文主要使用势流理论的CFD方法,以ANSYS AQWA软件作为研究平台,进行箱型平台、带通海水舱的箱型平台以及平台与岛礁耦合的水动力数值计算,并探究通海水舱在箱型平台上的减摇效果。本文利用CATIA建立箱型平台的三维模型,然后用AQWA数值求解平台六自由度的运动;根据箱型平台的数值计算结果,设计五种通海水舱,通过对数值模拟结果的比较分析选择五个通海水舱的最优者;最后研究岛礁的存在对箱型平台运动的影响,分别考率两种岛礁与平台间相对位置的影响,计算水深取12米、1000米。得出的结论:（1）当平台处于较浅水深时（小于20m）,平台的水动力性能受到较大的影响,尤其是对平台的横摇以及首摇性能的影响更为突出,水深且水深越小影响越明显。（2）在五个通海水舱中,E型方案的减摇效果最佳,其他水舱按减摇效果优良依次为D、B、C、A型。（3）岛礁与平台相对位置的确定,首要分析岛礁附近的海浪情况,统计分析得出其主要的浪向分布情况,确定岛礁主要的横摇遮蔽区、纵摇遮蔽区,使平台运动幅度较大的模态（横摇或者纵摇）处于有利的遮蔽区。
张杰荐[10]（2015）在《船舶减摇水舱测试系统设计及控制策略研究》文中进行了进一步梳理减摇水舱是现阶段船舶减摇中重要的减摇装置之一，主要适用于零航速或者行驶速度较慢的船舶中，减摇水舱按照结构形式可以分为U型减摇水舱和槽型减摇水舱，而U型减摇水舱又可以分为主动式减摇水舱、被动式减摇水舱和可控被动式减摇水舱三种。可控被动式减摇水舱在多种航速下都有一定的减摇性能，运用少量的能量通过对安装在两边舱底部水阀或气阀进行控制，来达到对舱内流体横摇控制的目的，使水舱内的液体总是集中在船舶向上运动的一侧，为船体产生一个稳定的力矩，从而避免在非谐摇区中出现幅值变大的现象，以此方式来达到改变水舱的固有周期目的。减摇水舱试验台架是研究和设计减摇水舱的重要设备之一。它可以模拟实际船舶在海上航行的运动情况，并从它的运动中研究水舱的运动和控制规律，为实际控制方式提供更为可靠的各种参数。本论文介绍了减摇水舱试验台架整体结构的设计和控制系统硬件的选取，并详细介绍了试验台架中U型水舱结构的设计原理以及尺寸的设计，对U型水舱的运行规律进行了深入的分析和研究。为了实现对水舱自动控制算法中数据的采集、分析，运算，并对水舱阀门做出相应的控制，论文根据研究需要对减摇水舱控制原理进行了需求分析和功能分析。并提出了一种基于西门子控制模块及软件通讯协议的控制系统设计方案。该方案基于高性能、高可靠性的S7-200模块对系统进行分布式设计，将系统分为中心控制器和人机交互模块，并采用了气阀与水阀同时控制的方式。与常规控制模式相比，它在控制输出控制反馈中更加有效，使水舱在实际应用中拥有更为良好的减摇效果。论文最后给出了减摇水舱实验台架试验后的结果。结果表明，研制的水舱及控制理论在模拟的海浪中具有一定的减摇效果，本论文的研究对减摇控制理论的及实验台架的设计具有重要的意义。
二、气阀可控U型水舱的减摇理论及数值模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、气阀可控U型水舱的减摇理论及数值模拟（论文提纲范文）
（1）矩形减摇水舱数值模拟与减摇机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 减摇水舱结构形式发展 |
| 1.2.2 船舶横摇 |
| 1.2.3 减摇水舱研究分析方法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本文主要创新点 |
| 第2章 船舶-减摇水舱耦合运动理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 船舶横摇运动频域分析理论 |
| 2.2.1 复原力矩 |
| 2.2.2 阻尼力矩 |
| 2.2.3 惯性力矩 |
| 2.2.4 波浪扰动力矩 |
| 2.2.5 船舶横摇运动方程及其解析解 |
| 2.3 Ikeda法计算横摇阻尼力矩系数 |
| 2.3.1 摩擦阻尼力矩系数 |
| 2.3.2 兴波阻尼力矩系数 |
| 2.3.3 漩涡阻尼力矩系数 |
| 2.3.4 升力阻尼力矩系数 |
| 2.3.5 舭龙骨阻尼力矩系数 |
| 2.4 减摇水舱液舱晃荡频域分析理论 |
| 2.5 船舶-减摇水舱耦合横摇运动频域分析理论 |
| 2.6 船舶横摇运动时域分析理论 |
| 2.7 减摇水舱液舱晃荡CFD模拟方法 |
| 2.8 船舶-减摇水舱耦合横摇运动时域分析理论 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 规则波浪中矩形减摇水舱减摇效果研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算模型与基本参数 |
| 3.2.1 深海采矿船和矩形减摇水舱基本参数 |
| 3.2.2 深海采矿船的计算工况 |
| 3.2.3 深海采矿船的船体湿表面模型 |
| 3.3 频域计算 |
| 3.3.1 理论验证 |
| 3.3.2 满载载况有、无减摇水舱横摇幅值比较 |
| 3.3.3 满载载况减摇效果计算 |
| 3.3.4 压载载况有、无减摇水舱横摇幅值比较 |
| 3.3.5 压载载况减摇效果计算 |
| 3.4 时域计算 |
| 3.4.1 满载载况频域与时域结果比较 |
| 3.4.2 压载载况频域与时域结果比较 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 随机波浪中矩形减摇水舱减摇效果研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 作业海洋环境参数 |
| 4.3 基于双参数P-M谱的随机波浪 |
| 4.4 随机波浪时域模拟结果 |
| 4.5 矩形减摇水舱尺寸研究 |
| 4.5.1 减摇水舱尺寸方案 |
| 4.5.2 减摇水舱尺寸研究结果分析 |
| 4.6 阻尼格栅对矩形减摇水舱减摇效果的影响 |
| 4.6.1 阻尼格栅方案 |
| 4.6.2 阻尼格栅研究结果分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间科研成果情况 |
| 在学期间参与科研项目 |
（2）半潜船减摇水舱结构设计及控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 半潜船国内外发展现状 |
| 1.3 水舱的国内外研究现状 |
| 1.3.1 水舱的发展史 |
| 1.3.2 水舱挡板结构的研究 |
| 1.3.3 水舱气阀控制方法的研究 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 船-可控被动式水舱横摇运动模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 船-可控被动式水舱的横摇运动模型 |
| 2.2.1 船-可变周期水舱运动方程 |
| 2.2.2 船-气阀可控式水舱运动方程 |
| 2.3 海浪模型及仿真 |
| 2.3.1 规则波海浪 |
| 2.3.2 海浪谱密度 |
| 2.3.3 遭遇角 |
| 2.3.4 不规则波海浪 |
| 2.4 半潜船的不同工况 |
| 2.5 水舱阻尼及能量损失 |
| 2.5.1 水舱阻尼产生原因 |
| 2.5.2 舱内流体运动状态 |
| 2.6 减摇效果的计算 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 可变周期减摇水舱结构设计及挡板控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 可变周期减摇水舱的结构设计 |
| 3.2.1 挡板结构数量对周期的影响 |
| 3.2.2 减摇水舱的网格划分 |
| 3.2.3 减摇水舱的自由衰减 |
| 3.2.4 仿真分析 |
| 3.3 变周期减摇水舱的结构优化 |
| 3.4 变周期减摇水舱的挡板控制 |
| 3.4.1 水舱周期的调节原理 |
| 3.4.2 自回归模型的周期预报 |
| 3.4.3 仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 船舶横摇运动预测及水舱气阀控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 平稳性与各态历经性 |
| 4.2.1 平稳性的分析 |
| 4.2.2 各态历经性的分析 |
| 4.2.3 结果分析 |
| 4.3 神经网络和船舶运动预测 |
| 4.3.1 径向基神经网络 |
| 4.3.2 船舶横摇运动预测 |
| 4.4 减摇水舱的气阀控制 |
| 4.4.1 气阀可控式水舱的原理 |
| 4.4.2 控制参数的确定 |
| 4.4.3 气阀最佳相位控制 |
| 4.4.4 仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 半潜船模型实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验配置 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.3.1 规则波海浪 |
| 5.3.2 不规则波海浪 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）救助船舶运动7DOF数学模型的研究（论文提纲范文）
| 创新点摘要 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 船舶操纵模拟器的研究现状及进展 |
| 1.2.1 国外研究 |
| 1.2.2 国内研究 |
| 1.3 船舶运动数学模型的研究现状及进展 |
| 1.3.1 船舶操纵运动建模的发展 |
| 1.3.2 波浪载荷理论计算的研究 |
| 1.3.3 波浪中船舶操纵运动的研究 |
| 1.3.4 船舶操纵模拟器用数学模型的研究 |
| 1.3.5 减摇水舱数学模型的研究 |
| 1.4 本文主要研究的问题和思路 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 2 救助船在波浪中的操纵运动数学模型 |
| 2.1 救助特例中的运动问题 |
| 2.2 运动学方程 |
| 2.2.1 坐标系统 |
| 2.2.2 运动变量的符号表示 |
| 2.2.3 运动学坐标变换 |
| 2.3 动力学方程 |
| 2.3.1 平移方程 |
| 2.3.2 转动方程 |
| 2.3.3 刚体动力学方程的矩阵表达 |
| 2.4 6DOF船舶运动数学模型 |
| 2.4.1 统一数学模型的一般形式 |
| 2.4.2 船体水动力模型 |
| 2.4.3 横摇阻尼建模 |
| 2.4.4 阻力-推进建模 |
| 2.4.5 船体回复力建模 |
| 2.4.6 舵力建模 |
| 2.4.7 风载荷 |
| 2.4.8 波浪载荷 |
| 2.4.9 流作用下的船舶运动方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 船舶-减摇水舱数学模型及验证 |
| 3.1 坐标系统及运动学分析 |
| 3.1.1 坐标系统 |
| 3.1.2 舱内流体的运动学分析 |
| 3.2 7DOF船舶-减摇水舱数学模型 |
| 3.2.1 一般形式的船舶-减摇水舱数学模型 |
| 3.2.2 船舶-矩形横剖面U型减摇水舱数学模型 |
| 3.2.3 舱内流体阻尼 |
| 3.2.4 舱内流体运动控制 |
| 3.3 船舶-减摇水舱数学模型的验证 |
| 3.3.1 船舶-减摇水舱降阶数学模型 |
| 3.3.2 仿真分析及试验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 水动力和波浪载荷的频域计算及验证 |
| 4.1 坐标系和流场定义 |
| 4.2 流场速度势边值问题 |
| 4.2.1 非线性边值问题 |
| 4.2.2 线性边值问题 |
| 4.3 基于3D Green函数法的载荷数值计算 |
| 4.3.1 边界积分方程及相关问题 |
| 4.3.2 水动力及波浪载荷 |
| 4.4 数值计算与对比验证 |
| 4.4.1 计算对象 |
| 4.4.2 辐射问题 |
| 4.4.3 绕射问题 |
| 4.4.4 波激载荷诱导运动 |
| 4.4.5 平均波浪漂移力 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 船舶-减摇水舱数学模型的实船仿真和验证 |
| 5.1 计算对象 |
| 5.2 静水中实船操纵运动的计算和验证 |
| 5.2.1 NHJ111的静水操纵计算 |
| 5.2.2 Mariner的静水操纵计算 |
| 5.2.3 S175的静水操纵计算 |
| 5.3 波浪中实船操纵运动的计算和验证 |
| 5.3.2 Mariner在波浪中的操纵计算 |
| 5.3.3 S175在波浪中的操纵计算 |
| 5.3.4 YuKun在实际海况中的操纵计算 |
| 5.4 环境载荷作用下的NHJ111船运动仿真 |
| 5.4.1 静水中风和流作用下的操纵仿真 |
| 5.4.2 波浪中考虑舵桨沉深的操纵仿真 |
| 5.4.3 减摇水舱作用下NHJ111船的操纵仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 救助船操纵模拟器的动感模拟 |
| 6.1 数学模型在救助船操纵模拟器中的应用 |
| 6.2 视感模拟的实时算法设计 |
| 6.2.1 仿真测试平台的开发 |
| 6.2.2 实时算法设计 |
| 6.2.3 实时算法测试——短峰波中NHJ111船的实时操纵仿真 |
| 6.3 Stewart摇摆台的体感运动模拟 |
| 6.3.1 基于运动学分析的动态装配算法 |
| 6.3.2 基于Stewart摇摆台的体感运动模拟 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（4）船舶减摇鳍/水舱联合减摇系统控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 船舶鳍舱联合系统的控制研究综述 |
| 1.2.1 减摇鳍技术国内外发展现状 |
| 1.2.2 减摇水舱技术国内外发展现状 |
| 1.2.3 鳍舱联合系统国内外发展现状 |
| 1.2.4 控制算法在减摇系统中应用现状 |
| 1.3 本论文的主要研究工作 |
| 2 船舶鳍舱联合减摇系统建模 |
| 2.1 船舶横摇运动数学模型 |
| 2.1.1 横摇运动线性数学模型及分析 |
| 2.1.2 横摇运动非线性数学模型及分析 |
| 2.2 船舶减摇鳍系统模型 |
| 2.2.1 减摇鳍系统线性数学模型及分析 |
| 2.2.2 减摇鳍系统非线性数学模型及分析 |
| 2.3 船舶鳍舱联合减摇系统模型 |
| 2.3.1 可控被动式减摇水舱线性数学模型及分析 |
| 2.3.2 鳍舱联合减摇系统非线性数学模型及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 船舶鳍舱联合减摇控制系统设计及低航速时控制研究 |
| 3.1 船舶鳍舱联合减摇控制系统设计及组成 |
| 3.1.1 减摇鳍控制系统组成 |
| 3.1.2 减摇水舱工作原理 |
| 3.1.3 减摇水舱控制系统组成 |
| 3.1.4 鳍舱联合减摇控制系统设计 |
| 3.2 船舶鳍舱联合减摇系统低航速时控制研究 |
| 3.2.1 水舱控制方法研究 |
| 3.2.2 水舱最佳相位控制 |
| 3.2.3 低航速下的仿真分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 船舶鳍舱联合减摇系统中高航速时控制研究 |
| 4.1 终端滑模控制理论 |
| 4.2 鳍舱联合系统快速非奇异终端滑模控制 |
| 4.2.1 快速非奇异终端滑模控制器设计 |
| 4.2.2 快速非奇异终端滑模控制仿真及分析 |
| 4.3 模糊控制理论 |
| 4.3.1 模糊控制系统的组成 |
| 4.3.2 模糊系统的逼近特性 |
| 4.3.3 模糊自适应控制 |
| 4.4 鳍舱联合系统快速非奇异终端模糊自适应滑模控制 |
| 4.4.1 快速非奇异终端模糊自适应滑模控制器设计 |
| 4.4.2 快速非奇异终端模糊自适应滑模控制仿真及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（5）船舶减摇与抗横倾组合系统控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景及研究意义 |
| 1.2 减摇与抗横倾组合系统综述 |
| 1.2.1 减摇水舱国内外发展趋势及研究现状 |
| 1.2.2 抗横倾系统国内外发展趋势及研究现状 |
| 1.2.3 组合系统国内外发展趋势及研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 扰动建模与仿真 |
| 2.1 海浪扰动建模与仿真 |
| 2.1.1 长峰波随机海浪的数学模型 |
| 2.1.2 长峰波随机海浪的谱密度 |
| 2.1.3 长峰波随机海浪仿真理论及结果分析 |
| 2.2 载荷扰动建模与仿真 |
| 2.2.1 重心移动定理 |
| 2.2.2 船舶横移货物时引起的横倾计算 |
| 2.2.3 船舶装卸货物时引起的横倾计算 |
| 2.2.4 船舶横移或装卸货物时引起的横倾仿真 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 减摇与抗横倾组合系统及运动方程建模 |
| 3.1 船舶运动的静力学与动力学分析 |
| 3.1.1 船舶运动的静力学分析 |
| 3.1.2 船舶运动的动力学分析 |
| 3.2 减摇与抗横倾组合系统横摇运动方程建模 |
| 3.2.1 船舶运动坐标系 |
| 3.2.2 船舶横摇运动方程 |
| 3.2.3 组合系统横摇运动方程 |
| 3.3 减摇与抗横倾组合系统工作原理 |
| 3.3.1 减摇水舱工作原理 |
| 3.3.2 抗横倾系统工作原理 |
| 3.3.3 组合系统工作原理 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 减摇与抗横倾组合系统控制研究 |
| 4.1 Backstepping滑模控制基本原理 |
| 4.1.1 Backstepping法 |
| 4.1.2 滑模变结构控制 |
| 4.2 减摇与抗横倾组合系统Backstepping滑模控制 |
| 4.2.1 组合系统Backstepping滑模控制器设计 |
| 4.2.2 减摇作业时控制仿真与结果分析 |
| 4.2.3 抗横倾作业时控制仿真与结果分析 |
| 4.3 减摇与抗横倾组合系统自适应Backstepping滑模控制 |
| 4.3.1 组合系统自适应Backstepping滑模控制器设计 |
| 4.3.2 减摇作业时控制仿真与结果分析 |
| 4.3.3 抗横倾作业时控制仿真与结果分析 |
| 4.4 减摇与抗横倾组合系统RBFNN自适应Backstepping滑模控制 |
| 4.4.1 RBF神经网络 |
| 4.4.2 组合系统RBFNN自适应Backstepping滑模控制器设计 |
| 4.4.3 减摇作业时控制仿真与结果分析 |
| 4.4.4 抗横倾作业时控制仿真与结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（6）带减摇水舱的海洋工程船舶在波浪中的横摇运动响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 减摇水舱晃荡与船舶横摇耦合运动的国内外研究现状 |
| 1.2.1 船舶安装减摇水舱的发展概况 |
| 1.2.2 减摇水舱内液体晃荡的研究简介 |
| 1.2.3 带减摇水舱船舶的耦合运动研究进展 |
| 1.3 本文主要工作及创新点 |
| 第2章 数值模拟理论及其试验方法介绍 |
| 2.1 带减摇水舱船舶的减摇原理 |
| 2.1.1 安装被动式减摇水舱船舶的减摇原理 |
| 2.1.2 安装可控被动式减摇水舱船舶的减摇原理 |
| 2.1.3 安装主动式减摇水舱船舶的减摇原理 |
| 2.2 预报减摇水舱内液体晃荡的CFD理论 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.1.1 连续性方程 |
| 2.2.1.2 动量守恒方程 |
| 2.2.1.3 RANS方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.2.1 k-ε模型 |
| 2.2.2.2 k-ωSST模型 |
| 2.2.3 自由表面捕捉方法 |
| 2.2.4 流场的求解 |
| 2.2.4.1 SIMPLE算法 |
| 2.2.4.2 PISO算法 |
| 2.2.4.3 PIMPLE算法 |
| 2.2.5 OpenFOAM程序算法 |
| 2.3 船舶在规则波上的横摇运动理论 |
| 2.3.1 坐标系的建立 |
| 2.3.2 不带减摇水舱的船舶在规则波上的横摇运动 |
| 2.3.3 带减摇水舱的船舶在波浪上的横摇运动 |
| 2.4 试验方法和相似理论介绍 |
| 2.4.1 船舶耐波性试验中的相似理论 |
| 2.4.2 船模的静力和动力校准 |
| 2.4.3 船模尺度和试验波浪的确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 减摇水舱晃荡运动试验与数值模拟对比研究 |
| 3.1 试验模型介绍 |
| 3.2 模型试验的过程和工况介绍 |
| 3.3 减摇水舱自由衰减试验的结果 |
| 3.3.1 减摇水舱模型试验自由衰减曲线 |
| 3.3.2 减摇水舱不同液位高度情况下周期对比 |
| 3.3.3 减摇水舱不同液位高度情况下无因次阻尼系数 |
| 3.4 数值计算模型概况 |
| 3.5 数值模拟结果和模型试验结果的对比研究 |
| 3.5.1 模型网格大小对模拟结果的影响 |
| 3.5.2 左右边舱初始液位差的影响 |
| 3.5.3 减摇水舱内阻尼板的影响 |
| 3.6 典型工况舱内液体运动云图分析 |
| 3.6.1 水舱自由衰减的气液云图 |
| 3.6.2 水舱液体运动速度云图 |
| 3.6.3 减摇水舱液体运动压力云图 |
| 3.6.4 减摇水舱液体运动流线图 |
| 3.6.5 减摇水舱内液体运动矢量图 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 减摇水舱晃荡运动的参数敏感性研究 |
| 4.1 减摇水舱自由衰减周期影响因素的研究 |
| 4.1.1 液位高度对减摇水舱固有周期的影响 |
| 4.1.2 水阀开关情况对减摇水舱固有周期的影响 |
| 4.2 减摇水舱自由衰减运动无因次阻尼系数的影响因素研究 |
| 4.2.1 液位高度对减摇水舱自由衰减无因次阻尼系数的影响 |
| 4.2.2 水阀开关情况对减摇水舱自由衰减无因次阻尼系数的影响 |
| 4.3 减摇水舱横摇运动的力矩研究 |
| 4.3.1 单位横摇幅值的力矩时域曲线 |
| 4.3.2 单位横摇幅值的力矩频域曲线 |
| 4.3.3 横摇运动幅值对减摇水舱力矩的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 减摇水舱对船体横摇减摇作用的试验和数值模拟研究 |
| 5.1 试验模型和试验装置 |
| 5.1.1 船舶耐波性试验模型 |
| 5.1.2 试验环境和测量装置 |
| 5.1.3 船舶耐波性试验的试验工况 |
| 5.2 船舶在静水中的试验结果介绍 |
| 5.3 船舶在横浪中的运动响应 |
| 5.3.1 船舶在横浪中运动的时域结果 |
| 5.3.2 船舶在横浪中运动的频域结果 |
| 5.4 数值计算模型概况 |
| 5.4.1 减摇水舱的数值模型 |
| 5.4.2 船舶的数值模型 |
| 5.5 模型试验和数值模拟的结果对比 |
| 5.5.1 带减摇水舱船舶在波浪中运动的模拟方法 |
| 5.5.2 船舶横摇运动时减摇水舱内液体晃荡力矩 |
| 5.5.3 减摇水舱内液位高度变化的数值模拟与模型试验结果对比 |
| 5.5.4 减摇水舱内液体晃荡力矩与波浪力的对比 |
| 5.5.5 船舶在波浪中运动的模型试验和数值模拟结果对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 未来工作的展望展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文的背景及意义 |
| 1.2 船舶减摇技术研究现状 |
| 1.2.1 减摇鳍国内外研究现状 |
| 1.2.2 减摇水舱国内外研究现状 |
| 1.2.3 综合减摇技术国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要内容与结构 |
| 第2章 船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统方案设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 船舶减摇鳍系统工作原理及系统组成 |
| 2.3 船舶减摇水舱系统工作原理及系统组成 |
| 2.4 船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统组成 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 随机海浪扰动模型及其仿真 |
| 3.3 船舶横摇运动数学模型 |
| 3.4 船舶-减摇鳍系统数学模型 |
| 3.5 船舶-减摇水舱系统数学模型 |
| 3.5.1 船舶-被动式减摇水舱数学模型 |
| 3.5.2 船舶-可控被动式减摇水舱数学模型 |
| 3.6 船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统数学模型 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统控制策略设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统控制策略设计 |
| 4.2.1 鳍/水舱控制器控制策略设计 |
| 4.2.2 减摇水舱控制器控制策略设计 |
| 4.2.3 基于能量最优的变参数PID控制器控制策略设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 船舶鳍/水舱联合减横摇控制系统仿真系统设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 船舶鳍/水舱联合减横摇控制系统仿真系统结构设计 |
| 5.2.1 系统总体设计 |
| 5.2.2 系统体系结构设计 |
| 5.3 船舶鳍/水舱联合减横摇控制系统仿真系统接口设计 |
| 5.3.1 控制策略模块、数学模型模块和人机交互模块的接口设计 |
| 5.3.2 控制策略模块与数学模型模块接口设计 |
| 5.3.3 各模块与数据处理模块接口设计 |
| 5.4 船舶鳍/水舱联合减横摇控制系统仿真界面设计 |
| 5.5 船舶鳍/水舱联合减横摇控制系统仿真实现 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）减摇水舱阻尼结构设计及固有周期研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本文的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 1.4 技术途径与研究方案 |
| 第2章 船舶与减摇水舱的相关理论 |
| 2.1 减摇原理 |
| 2.2 船舶运动方程和幅频响应特性 |
| 2.3 船舶减摇基本参数的计算方法 |
| 2.4 船舶水舱横摇方程和响应特性 |
| 2.5 减摇水舱的简化设计 |
| 2.5.1 简化设计的基本原理 |
| 2.5.2 简化设计的基本步骤 |
| 2.5.3 设计过程中的一些应注意的问题 |
| 2.5.4 减摇水舱的特征数 |
| 2.6 减摇效果的评定 |
| 2.6.1 减摇能力 |
| 2.6.2 减摇效率 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 减摇水舱的基本设计 |
| 3.1 减摇水舱基本参数的确定 |
| 3.1.1 固有周期 |
| 3.1.2 设计过程中的一些应注意的问题 |
| 3.1.3 减摇水舱的静特征数 |
| 3.1.4 某滚装船减摇水舱的基本设计 |
| 3.2 阻尼及幅频响应特性研究 |
| 3.2.1 水舱位于第一层甲板 |
| 3.2.2 水舱加装于第二层甲板 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 减摇水舱自由衰减试验仿真 |
| 4.1 流体流动相似理论 |
| 4.2 CFD相关理论 |
| 4.2.1 标准k-ε模式 |
| 4.2.2 边界条件 |
| 4.2.3 自由表面追踪方法 |
| 4.2.4 Fluent软件简介 |
| 4.3 减摇水舱自由衰减试验数值仿真 |
| 4.3.1 模型及网格的建立 |
| 4.3.2 CFD数值计算及结果分析 |
| 4.4 减摇水舱固有周期经验公式 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 减摇水舱阻尼特性分析 |
| 5.1 水舱流动简化 |
| 5.2 阻尼产生原因 |
| 5.3 舱内流体的运动状态 |
| 5.3.1 沿程水头损失 |
| 5.3.2 局部水头损失 |
| 5.4 减摇水舱阻尼系数与阻尼板高度关系表达式 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 减摇水舱阻尼系数及减摇效率的研究 |
| 6.1 水舱阻尼系数 |
| 6.1.1 线性阻尼系数的特性分析 |
| 6.1.2 一种确定阻尼系数的实用方法 |
| 6.2 阻尼特性分析 |
| 6.2.1 阻尼板设计和网格建立 |
| 6.2.2 仿真计算及验证 |
| 6.3 计算结果及分析 |
| 6.3.1 计算结果整理 |
| 6.3.2 不同高度阻尼结构对阻尼系数的影响 |
| 6.3.3 不同数量阻尼结构对阻尼系数的影响 |
| 6.4 减摇水舱性能预报 |
| 6.4.1 强迫横摇模拟 |
| 6.4.2 水舱减摇力矩的计算 |
| 6.4.3 有水舱船舶横摇幅频响应特性分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）通海水舱在近岛礁浮式平台上的减摇应用数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 本文工作的主要内容 |
| 第2章 三维势流理论基础 |
| 2.1 船舶摇荡运动的速度势 |
| 2.2 流场求解边界条件 |
| 2.3 格林函数法 |
| 2.4 面元法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 减摇水舱理论基础 |
| 3.1 双共振减摇原理 |
| 3.2 船舶横摇方程 |
| 3.3 船舶与减摇水舱耦合的横摇方程 |
| 3.4 通海水舱的设计 |
| 3.4.1 通海水舱与外部空气的连接 |
| 3.4.2 通海水舱的尺寸 |
| 3.4.3 通海水舱的通海口 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 箱型平台六自由度运动的数值计算 |
| 4.1 软件简介 |
| 4.2 生活保障平台的基本参数及建模 |
| 4.3 箱型生活保障平台六个自由度的运动预报 |
| 4.3.1 箱型平台的频响 |
| 4.3.2 箱型平台的附加质量 |
| 4.3.3 不规则波中平台运动的短期预报 |
| 4.3.4 结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 通海水舱在箱型平台上的应用 |
| 5.1 通海水舱的设计 |
| 5.1.1 平台要素分析 |
| 5.1.2 通海水舱要素设计 |
| 5.2 通海水舱的在箱型平台上的应用 |
| 5.2.1 静水力结果 |
| 5.2.2 频率响应函数 |
| 5.2.3 不规则波运动时历 |
| 5.2.4 通海水舱阻尼系数 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 岛礁模型与箱型平台的耦合计算 |
| 6.1 岛礁模型 |
| 6.2 岛礁模型与箱型平台的耦合计算 |
| 6.2.1 简化的岛礁模型 |
| 6.2.2 岛礁与平台耦合下的相对位置分类 |
| 6.3 岛礁与平台耦合下的运动分析 |
| 6.3.1 a类相对位置 |
| 6.3.2 b类相对位置 |
| 6.3.3 结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 对后续工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）船舶减摇水舱测试系统设计及控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 课题的理论意义与应用价值 |
| 1.1.1 横摇的危害 |
| 1.1.2 横摇的标准 |
| 1.2 国内外减摇技术发展与现状 |
| 1.2.1 船舶减摇方式概述 |
| 1.2.2 减摇水舱发展概 |
| 1.3 减摇水舱控制装置概述 |
| 1.3.1 常见减摇控制装置 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 2 减摇水舱试验台的设计与实现 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 船舶减摇水舱试验台架的原理 |
| 2.2.1 试验台的构成 |
| 2.3 试验台架硬件的选取 |
| 2.4 船舶减摇水舱试验台架设计方案 |
| 2.4.1 设备组成表 |
| 2.4.2 减摇水舱结构设计 |
| 2.4.3 设计准则 |
| 2.4.4 减摇水舱设计过程 |
| 2.5 设备的外观示意图 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 船舶减摇水舱减摇控制系统设计 |
| 3.1 国外减摇水舱控制系统的研究现状 |
| 3.2 系统硬件的选取 |
| 3.2.1 主控制器系统构成 |
| 3.2.2 水舱控制系统构成 |
| 3.3 人机交互界面的设计 |
| 3.4 主控制系统连接图 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 减摇自动控制算法的研究与设计 |
| 4.1 减摇水舱减摇介绍 |
| 4.1.1 被动式减摇水舱减摇原理 |
| 4.1.2 可控被动式减摇水舱减摇原理 |
| 4.2 控制输入的选取 |
| 4.2.1 以船舶的横摇角度作为控制输入 |
| 4.2.2 以船舶的横摇角速度作为控制输入 |
| 4.3 海浪模型 |
| 4.3.1 简单波 |
| 4.3.2 海浪谱 |
| 4.3.3 海浪及波倾角仿真 |
| 4.4 减摇控制算法的研究 |
| 4.4.1 总关阀时间确定 |
| 4.4.2 开关阀时刻确定 |
| 4.5 减摇自动控制算法的设计 |
| 4.6 减摇效果的评定 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 软件编程与调试 |
| 5.1 PLC-200 编程软件介绍 |
| 5.2 触摸屏、PLC、陀螺仪的通讯方式 |
| 5.2.1 触摸屏与 PLC 的通讯 |
| 5.3 陀螺仪在编程中数据的转化处理 |
| 5.4 软件调试 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 实验分析及系统应用 |
| 6.1 自动控制算法测试 |
| 6.1.1 试验前检查 |
| 6.1.2 单独气阀控制检测 |
| 6.1.3 气阀与水阀同时控制检测 |
| 6.1.4 减摇效果计算 |
| 6.2 现场问题总结 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、气阀可控U型水舱的减摇理论及数值模拟（论文参考文献）
- [1]矩形减摇水舱数值模拟与减摇机理研究[D]. 马亚州. 集美大学, 2021(01)
- [2]半潜船减摇水舱结构设计及控制方法研究[D]. 王继铭. 哈尔滨工程大学, 2021
- [3]救助船舶运动7DOF数学模型的研究[D]. 张晓磊. 大连海事大学, 2020(01)
- [4]船舶减摇鳍/水舱联合减摇系统控制研究[D]. 兰立奇. 大连海事大学, 2020(01)
- [5]船舶减摇与抗横倾组合系统控制研究[D]. 李嘉宁. 大连海事大学, 2019(06)
- [6]带减摇水舱的海洋工程船舶在波浪中的横摇运动响应研究[D]. 王成彬. 天津大学, 2019(06)
- [7]船舶鳍/水舱联合减横摇智能控制系统研究[D]. 韩研. 哈尔滨工程大学, 2018(01)
- [8]减摇水舱阻尼结构设计及固有周期研究[D]. 孙林. 哈尔滨工程大学, 2016(02)
- [9]通海水舱在近岛礁浮式平台上的减摇应用数值研究[D]. 黄晴. 武汉理工大学, 2016(05)
- [10]船舶减摇水舱测试系统设计及控制策略研究[D]. 张杰荐. 内蒙古科技大学, 2015(08)