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关于流场论文范文 渔船在流场中失控漂移预报模型相关论文写作参考文献

分类:论文范文 原创主题:流场论文 更新时间:2024-02-26

渔船在流场中失控漂移预报模型是关于流场方面的论文题目、论文提纲、流场分析论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。

【摘 要】 为减少渔船交通事故的发生,通过分析渔船运动特性,结合渔船失控后受流作用下的运动方程,提出渔船失控运动轨迹计算机预报方法.研究结果表明,渔船在受一定流场作用失控后,其运动轨迹主要受到冲程及流速和流向的影响.

【关键词】 渔船;失控;漂移;冲程;预报

我国现有渔船总数达100多万艘,是世界上渔船数量最多的国家,约占世界总数的1/4,其中海洋渔船总数达30多万艘.我国渔船虽然数量庞大,但普遍老旧,海难事故经常发生.渔船交通事故有很大一部分是由渔船失控漂移所引起的,而渔船失控漂移多半是由设备失灵或遇大风浪所致.渔船在失控以后,受流的作用任意漂流,容易导致碰撞、搁浅、翻船等事故发生.因此,有必要开展渔船失控后漂移的轨迹预报技术研究,以减小渔船交通事故发生的概率.在风浪较小时,渔船失控漂移后,其运动既受到惯性冲程的影响,也受到流的作用.有关受流作用下渔船失控后的运动轨迹推算的研究较少.有学者提出采用实船试验的方法研究渔船失控漂移运动,但这种方法涉及的费用昂贵.[1-2] 本文从渔船运动特点入手,建立失控渔船受流作用下的运动轨迹计算方程,并提出通过计算机实现预报其运动轨迹的方式.

1 渔船失控漂移运动轨迹计算方程

船舶在失控漂移后,其运动轨迹不但受到冲程的影响,同时还受到风和流的作用.为了计算流对渔船运动的影响,有必要建立渔船失控随流漂移运动坐标系(见图1).设船首尾线和Y轴的夹角称为偏航角?%Z,流向和Y轴的夹角称为流向角?%[.当在一定的通航环境下,渔船由于某种原因车、舵突然失灵,以致渔船失控,且又未采取或不能采取抛锚措施,船舶的运动过程可分为两个阶段:(1)惯性减速阶段,可用停车冲程理论分析船舶运动过程,计算有关数据;(2)随流淌航阶段,可根据设定的水流情况进行分析计算.

1.1 Y轴移动距离的计算(不考虑风)

1.1.1 失控时的船速计算

失控时的船速v0可用下式计算:

V等于(1)

即 v0等于(2)式中:V为渔船失控时的航速,m/s;U为渔船失控时的流速,m/s.

1.1.2 冲时的计算

由物理学知识可知,渔船的失控冲时应为无穷大,但在现实生活中,当船速减小到可忽略的程度(对船舶轨迹计算足够小),则可认为惯性冲程结束.冲时(T)是指从失控点开始到船速减小到可忽略程度所需的时间.其大小可按下式求取:

v等于v0?積(3)

1.1.3 静水冲程

静水冲程(S")是指在冲时T时间内,船舶沿船速方向移动的距离.可用下式估算:

S"等于v0?積?穌t等于v0?稵st (1-e)(4)

1.1.4 动水冲程

计算动水冲程时,应考虑船舶在冲时T内随流漂航的距离,因此,动水冲程(S)可用下式表达:

S等于 v0?稵st (1-e)+ U?稵?穋os(?%[-?%Z)(5)

1.1.5 冲 距

动水冲程在Y轴上的投影称为冲距(Sc).其大小可按下式计算:

Sc等于 v0?稵st (1-e)cos ?%Z+ U?稵?穋os ?%[(6)

1.1.6 漂 距

漂距(Sp)是指惯性消失后,在流作用下继续沿Y轴方向漂移的距离.其大小可按下式计算:

Sp等于U?穞p?穋os ?%[等于(Dsk-Sc)(7)

tp等于Sp /(U?穋os ?%[)等于(Dsk-Sc) /(U?穋os ?%[)(8)

式中:tp为流淌漂移时间,即船舶从停冲点(惯性消失点)移动的时间,s;Dsk为失控点至预计地点的距离,m.

当渔船对水移动时,其运动轨迹在Y轴上的距离可用式(6)计算;当渔船不对水移动时,其运动轨迹在Y轴上的距离应是式(6)和式(7)的叠加.

1.2 X轴移动距离的计算(不考虑风)

1.2.1 冲期流致漂移量

冲期流致漂移量(B1)是指船舶在整个冲时T时间内,在惯性和流的共同作用下沿X轴方向偏移的距离.其大小可由下式计算:

B1等于v0?稵st (1-e)sin ?%Z+ U?稵?穝in ?%[(9)

1.2.2 流淌漂移量

流淌漂移量(B2)指惯性消失后,在流作用下,船舶在X轴方向移动的距离.其大小可由下式计算:

B2等于U?穞p?穝in ?%[等于Sp?穞an ?%[(10)

当渔船对水移动时,其运动轨迹在X轴上的距离可用式(9)计算;当渔船不对水移动时,其运动轨迹在X轴上的距离应是式(9)和式(10)的叠加.

2 计算机实现失控漂移轨迹流程

当tp>T时,即当时间大于冲时,渔船在Y轴上的行驶距离应是式(6)和式(7)的叠加;当tpT时,即当时间大于冲时,渔船在X轴上的行驶距离应是式(9)和式(10)的叠加;当tp

3 结 语

渔船受一定流场失控漂移后,其运动轨迹主要受到冲程及流致漂移的影响.当流淌漂移时间在冲时范围之内时,渔船运动轨迹可按式(6)和式(9)进行计算;当流淌漂移时间超过冲时,渔船运动轨迹可按式(6)、式(7)、式(9)、式(10)进行计算.按照图2所示流程,失控渔船运动轨迹预报完全可通过计算机实现.

参考文献:

[1]王昌杰.河流动力学[M].北京:人民交通出版社,2000:34-41.

[2]刘明俊.内河和引航[M].北京:人民交通出版社,1999:37-43.

总结:本文是一篇关于流场论文范文,可作为相关选题参考,和写作参考文献。

参考文献:

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