變形鰭水動力特性分析及低航速控制策略研究.pdf

1、減搖鰭作為中高航速下的減搖裝置一直備受關注，主要原因是其減搖效果可以達到90％以上。但是傳統(tǒng)減搖鰭存在一個缺點，即當流過鰭表面的水流速度較小時，減搖鰭基本不起任何作用，這與減搖鰭產生升力的機理有關。然而船舶總是有很長時間處于系泊狀態(tài)，或是因為進行某些特殊作業(yè)的需要而航行于較低航速下，此時船舶的減橫搖問題就很難解決。通常采取的方法是同時安裝減搖鰭和減搖水艙、舭龍骨等減搖裝置，這意味著至少有兩套減搖系統(tǒng)需要設計和維護，此時涉及到的人力、物力

2、和費用等問題都將成為很大的壓力。同時，因為零、低航速下主要依靠減搖水艙減搖，但是只有當水艙內液體的振動固有頻率與船舶的橫搖固有頻率相近時，減搖水艙才能達到很好的減搖效果，如果頻率相差懸殊，結果可能導致進一步增加搖晃。
　　 基于減搖鰭在零、低航速下使用受限的問題，本文提出了一種變形鰭，從外觀來看，其具有較小的展弦比，鰭軸靠近前緣，在主鰭體內含有一個小鰭，可以在需要的時候由液壓缸作用推出體外。從功能上來說，提出這種變形鰭的主要目的

3、是解決減搖鰭全航速有效的問題，在不同的航速下，其安裝方式固定不變，但是隨著航速的不同，變形鰭的使用策略會隨之變化。與之相似的設計思想在國內外已有研究人員進行了深入的研究，但是其研究重點主要放在零航速下減搖鰭采用的運動方式，產生升力的機理等方面。對于低航速條件下，減搖鰭的使用策略研究的不是很深入。
　　 本文的主要內容為，首先分析了變形鰭在中高航速下和零、低航速時采用的運動方式及產生升力的機理，同時由流體力學相關知識推導出變形鰭在

4、零、低航速下的升力模型；其次分析在零航速下，變形鰭的水動力特性與哪些因素有關以及存在怎樣的關系；因為變形鰭在零、低航速下存在的主要問題是，其上產生的升力不足，所以論文中進一步討論如何尋找一個最優(yōu)拍動方式，使得變形鰭上的升力更大，更好的完成減搖。以往的研究重心大部分放在中高航速或是零航速下，本文將相對完整的討論變形鰭在低航速下的控制策略問題。
　　 文章的最后一部分給出了長峰波隨機海浪的仿真方法及結果，其將作為變形鰭減搖系統(tǒng)的一個