第38卷第3期 2015年9月
上海船舶运输科学研究所学报
JOURNAL OF SHANGHAI SHIP AND SHIPPING RESEARCH INSTITUTE
文章编号：1674—5949(2015)03-015—05
Vol.38 No.3 Sep.2015
大型LNG船舶四自由度运动建模与仿真
徐东星，张秀凤，刘春雷，李涛（大连海事大学航海学院，辽宁大连116026）
摘要：为研究大型液化天然气(LiquefiedNaturalGas，LNG)船舶的操纵性，建立和完善大型LNG船舶运动的四自由度数学模型，利用数学模型小组（MathematicalModelingGroup，MMG)分离建模思想，结合双桨双能的水动力性能特点，在压载状态下对26万m'LNG船舶建立四自由度的运动数学模型：同时采用由LNG船舶约束模试验和经验公式得出的水动力系数，对船舶的旋回性和摇抑制性能进行了数值模拟。计算分析结果表明：该模型能够满足IMO船舶操纵性衡准，仿真结果对分析LNG船舶的运动规律、提高LNG船舶在海上的操纵性和安全性具有指导意义。
关键词：水路运输；LNG船舶；船舶操纵性；船舶运动数学模型
中图分类号：U661
文献标志码：A
4-DOFModelingandSimulationofLargeLNGShip
XuDongzing, ZhangXiufeng, Liu Chunlei,LiTao
(Navigation College,Dalian Maritime University,Dalian 116026,China)
Abstract: The research on maneuverability of large LNG carriers is attracting wide attention for its importance in ensuring the safe operation of those vessels, The mathematical model of four degrees of freedom based on the concept of MMG is constructed for investigating the performance of a 260000 m3 LNG carrier in full load, The hydrodynamic coefficients of the modeling terns are decided according to the constrained model tests and the empirical formulas, The simulation study covers turning ability and yaw checking ability. The simulation result is compared with the result of ship model tests, which shows the similarity of the two. The results of the study will be useful reference for investigating and improving the performance of the LNG carrier.
Key words: waterway transport; LNG carrier; ship maneuverability: ship motion mathematical model 0引言
随着液化天然气(LiquefiedNaturalGas，LNG)被广泛应用，大型LNG运输船的需求量大大提升，对其航行安全性的研究逐渐成为当今的热点课题。由于船舶的操纵性与航行安全性密切相关，因此研究LNG 船的操纵性意义重大"]。
大型LNG船舶指的是Q-Max型LNG船，其货舱载货容积在200000m"以上，一般采用双尾鳍船型，双桨推进，服务航速≥19.5kn。国内外学者利用大型LNG船舶的自航模试验和平面运动机构模型试验对 LNG船舶的航向稳定性和螺旋浆设计等进行研究，取得了十分有价值的研究成果(24)。目前国内外很多学者已经对其他类型的船舶建立相对完善的船舶运动数学模型[-4)，但将这些模型应用于大型LNG船舶仿真
收稿日期：2015-05-05
基金项目：交通部应用基础研究项目（2014329225370）；海洋公益性行业科研专项经费项目（201505017-4）作者简介：徐东星（1989—），男，安徽亳州人，硕士，主要研究方向为航海动态仿真与控制。
张秀风（1972一），女，辽宁盖县人，教授，硕士生导师，主要研究方向为船舶操纵与运动控制，
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