船舶的案例
船舶工程-船舶煙氣流場仿真APP
受船舶行駛方向、風(fēng)速和風(fēng)向的影響，煙氣從排氣管排出后的流動情況比較復(fù)雜，在個別情況下還會發(fā)生回卷現(xiàn)象。如果回卷后的煙氣進入上層建筑處所，則會影響船員的日常生活和身體健康。某些船東還會對煙囪高度提出加高要求（增加2.5~3.0 m），目的是防止煙氣與煙灰回卷。通過船舶工程-船舶煙氣流場分析APP可以快速評估煙囪的高度是否合理。
近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，船舶煙氣排放已經(jīng)成為了一個備受關(guān)注的問題。受船舶行駛方向、風(fēng)速和風(fēng)向的影響，煙氣從排氣管排出后的流動情況比較復(fù)雜，在個別情況下還會發(fā)生回卷現(xiàn)象。如果回卷后的煙氣進入上層建筑處所，則會影響船員的日常生活和身體健康。為此，一些船東會對煙囪高度提出加高要求（增加2.5~3.0 m），目的是防止煙氣與煙灰回卷。
然而，如何評估煙囪的高度是否合理呢？這里介紹一款船舶工程-船舶煙氣流場分析APP，可以快速評估煙囪的高度是否合理。
該APP可以通過輸入船舶的基本參數(shù)，如船型、排氣管直徑、航行速度、風(fēng)向、風(fēng)速等，對船舶煙氣的流動情況進行模擬分析，從而評估煙囪的高度是否合理。該APP還可以提供詳細的煙氣流場圖和數(shù)值分析結(jié)果，幫助船東和船舶設(shè)計師更好地了解船舶煙氣流動情況，優(yōu)化船舶設(shè)計和排放標準。
對于船東和船舶設(shè)計師而言，使用該APP可以有效地避免煙氣回卷等問題，減少對船員和上層建筑的影響，提高船舶的安全性和舒適性。同時，該APP還可以為環(huán)保部門提供數(shù)據(jù)支持，幫助監(jiān)管部門更好地了解船舶排放情況，推進環(huán)保工作。
總之，船舶工程-船舶煙氣流場分析APP是一款非常實用的工具，可以幫助船東和船舶設(shè)計師評估煙囪的高度是否合理，從而提高船舶的舒適性和安全性，促進環(huán)保工作的開展。
展開 船舶設(shè)計讀書筆記：前期方案中的船舶復(fù)雜性
對于早期的船舶概念設(shè)計來說，要得到一個完整的總布置是
一個挑戰(zhàn)
。
在概念設(shè)計中使用復(fù)雜性度量的目的是達到成本，其中一
半由船舶本身驅(qū)動，另一半由任務(wù)系統(tǒng)驅(qū)動。
因此，有必要對任務(wù)系統(tǒng)
和平臺的復(fù)雜性進行建模。
經(jīng)驗表明(NSRP 2011)，
在設(shè)計早期階段制定的船舶布置通常是通過細節(jié)設(shè)計進行的，沒有任何優(yōu)化嘗試。有研究指出，艦艇的布置經(jīng)常在細節(jié)設(shè)計中變化，設(shè)計工程師很難為所有東西找到足夠的空間。
概念設(shè)計的決定性任務(wù)是大量的解決方案空間，其中包括成百上千種需要評估的備選船舶概念設(shè)計。我們需要改進的是探索這個巨大的概念設(shè)計解決方案空間的方法。該方法必須同時考慮到替代概念設(shè)計在船舶布置方面的復(fù)雜性，包括足夠的空間來容納重要的舾裝組件，如HVAC、管道、電纜等。
因此，有必要在早期設(shè)計的集成設(shè)計環(huán)境中體現(xiàn)和度量船舶總復(fù)雜性，包括將船舶總復(fù)雜性與成本聯(lián)系起來。
2.2 把船舶密度（ship density）作為復(fù)雜性的衡量標準
船舶密度是衡量船舶布置能力的一種合理的綜合指標，從前
期設(shè)計的總體布置到細部設(shè)計的深入建模。
一般來說，尺寸越
大，密度越低，越容易布置。
過度密集的設(shè)計會增加初始構(gòu)
建工作中遇到的問題的數(shù)量和嚴重程度，增加了設(shè)計的復(fù)雜性。
復(fù)雜性意味著第一艘船成本的增加。
1)為了降低成本而進行的減重努力往往會產(chǎn)生相反的效果;
2)不必要的密集設(shè)計必然會增加成本、進度和性能風(fēng)險;
3)密度測量是一艘船中系統(tǒng)和設(shè)備布置緊密程度的充分近似值。
【3】裝備密度對船舶建造工作內(nèi)容的影響
歐洲船舶設(shè)計師和造船商正在積極宣傳設(shè)計更大的船體以更好
地適應(yīng)設(shè)備和裝備系統(tǒng)的好處。
展開 Star-CCM+在船舶行業(yè)的解決方案：電氣化船舶的設(shè)計過程
Star-CCM+在船舶行業(yè)的應(yīng)用
在船舶行業(yè)中，Star-CCM+ 是一款被廣泛應(yīng)用于船舶設(shè)計和性能優(yōu)化的計算流體力學(xué)軟件。下面是一些在船舶行業(yè)中使用 Star-CCM+ 的應(yīng)用和案例：
1.海水動力學(xué)分析
Star-CCM+ 可以對船體在不同運行條件下的流場進行模擬和分析，包括速度分布、壓力分布、湍流特性等。這有助于設(shè)計師了解船體在正常運行、航行中和靠泊中的流體行為，幫助改進船體形狀和船體部件（如螺旋槳、推進器等）的設(shè)計。
2.流阻分析與減阻優(yōu)化
通過在 Star-CCM+ 中模擬船體在不同速度下的流場，可以評估船體的阻力和阻力分布。這有助于設(shè)計師找到減少阻力的優(yōu)化方案，從而提高船舶的燃油效率和船速性能。
3.起泡現(xiàn)象研究
Star-CCM+ 可以模擬船舶在高速航行時的起泡現(xiàn)象，特別是泡沫阻尼對船舶性能的影響。這種現(xiàn)象在高速船和水下船體的設(shè)計中十分重要，因為它可以減少阻力、提高船體穩(wěn)定性和減小噪音。
4.船舶推進系統(tǒng)優(yōu)化
通過 Star-CCM+ 對船體和推進系統(tǒng)的耦合模擬，可以評估不同推進器的性能、推力和效率。同時，還可以對船體與推進器之間的相互作用進行模擬，以進一步優(yōu)化推進系統(tǒng)的設(shè)計。
5.渦流和湍流分析
使用 Star-CCM+ 分析船體周圍的渦流和湍流現(xiàn)象，可以幫助設(shè)計師了解這些現(xiàn)象對船舶性能的影響。這有助于改進設(shè)計，減少湍流阻力，提高船舶的操縱性和穩(wěn)定性。
6.考慮多物理場耦合
Star-CCM+ 還可以模擬船舶行業(yè)中常見的多物理場問題，如結(jié)構(gòu)與流體耦合、熱傳導(dǎo)與流體耦合、流體與湍流聲耦合等。這有助于更全面地評估船舶的性能和可靠性，加強設(shè)計的合理性。
總結(jié)起來，Star-CCM+ 在船舶行業(yè)中的應(yīng)用涵蓋了船體流場分析、性能優(yōu)化、阻力減少、推進系統(tǒng)優(yōu)化、湍流和渦流分析以及多物理場耦合等方面。
展開 電動船舶行業(yè)深度報告: 船舶電動化發(fā)展將迎至蓬勃發(fā)展期
從電動船舶鋰電池出貨量看，2021年同比增速達100%，達151.2MWh。目前純電動船舶已近300艘，大型船50余艘。電動船舶在船型、場景方面愈加豐富，包括小型郵輪、客船、渡船、干散貨船等。同時電池容量快速增長。
船舶節(jié)能減排政策落地
電動船舶發(fā)展正處在快速增長前夕
國家及地方層面的船舶電動化政策支持為基礎(chǔ)，推動示范先行，在適宜場景實現(xiàn)加速替代，同時降低初始投資并開展充換電配套，進一步提升經(jīng)濟性，將有效提升市場需求、拓寬市場空間。
2019年9月，中共中央國務(wù)院印發(fā)《交通強國建設(shè)綱要》，要求推進船舶、港口污染防治；隨后與推廣新能源船舶相關(guān)的政策陸續(xù)推出。2022年9月，工信部等發(fā)布《關(guān)于加快內(nèi)河船舶綠色智能發(fā)展的實施意見》，提到要加快發(fā)展電池動力船舶，重點推動純電池動力技術(shù)在中短途內(nèi)河貨船、濱江游船及庫湖區(qū)船舶等應(yīng)用。各省市陸續(xù)推出發(fā)展綠色船舶的扶持政策，包括對電動船舶、岸電設(shè)施等的補貼。
展開 
船舶計算流體力學(xué) (CFD) - 船舶設(shè)計與優(yōu)化的頂尖仿真工具（免費領(lǐng)文檔）
下載我們有關(guān)船舶 CFD 仿真的專題報告。
船舶行業(yè)習(xí)慣于依賴船池比例模型進行船舶性能預(yù)測。盡管這種方法仍然有用，但仿真的興起，尤其是計算流體力學(xué) (CFD) 的興起，也帶來了以數(shù)字化方式研究船舶行為的機會。這就開創(chuàng)了在真實的運行條件下以全尺寸預(yù)測船舶性能的方式。在本項專題報告中，我們將展示挪威船級社 (DNV-GL) 和美國船級社 (ABS) 這樣的行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)的工程師和船舶設(shè)計師如何使用 Simcenter 軟件進行船舶 CFD。
案例研究涉及的主題包括：
流體動力學(xué)仿真
空氣動力學(xué)分析
推進系統(tǒng)
數(shù)值船池
自動設(shè)計探索
流體動力學(xué)仿真為船池試驗提供了備選方案
在過去的一百多年里，人們一直使用船池來確定流體動力學(xué)性能。然而，制作船池模型并進行試驗，不僅成本高昂，而且格外耗時。這就意味著，船池試驗通常在設(shè)計周期后期執(zhí)行。這些試驗用于驗證和調(diào)整已經(jīng)確定的設(shè)計，而不是為早期設(shè)計選項出謀劃策。
CFD 仿真為船池試驗提供了新型備選方案。工程師們可以使用數(shù)值船池的虛擬模型，以數(shù)字化方式測試船舶性能。流體動力學(xué)仿真的設(shè)置和運行快速，因此能夠更早在設(shè)計流程中部署。這樣就可以提供工程數(shù)據(jù)，用于將設(shè)計推向不同的、更好的方向，開辟船舶設(shè)計創(chuàng)新之路。
專題報告包含多個案例研究，展示 CFD 仿真在各種場合的應(yīng)用，包括船體的流體動力學(xué)優(yōu)化以及螺旋槳裝置的建模，包括預(yù)測空化現(xiàn)象。這些研究顯示了快速進行設(shè)計評估的優(yōu)勢所在，以及船舶可用的多種多物理場模型。
了解如何進行船舶設(shè)計優(yōu)化
要想在船舶能效和創(chuàng)新的競賽中保持領(lǐng)先，工程師需要能夠快速地預(yù)測出設(shè)計更改對船舶實際性能所造成的影響。設(shè)計探索軟件依據(jù)用戶定義的要求對各種變型進行快速、自動化的評估，將 CFD 仿真推向新一層級。
展開 新能源動力船舶是船舶設(shè)計新方向
隨著全球溫室效應(yīng)的加劇，國際海事組織（IMO）也越來越關(guān)注船舶溫室氣體排放對全球溫室效應(yīng)的影響。在IMO第57次海環(huán)會（MEPC57）上，正式通過了國際防止船舶造成污染公約（MARPOL）附則6關(guān)于減少船舶有害氣體排放規(guī)則的修正案，并單獨成立了船舶溫室氣體排放工作組，對船舶造成的大氣污染問題進行研究。船舶溫室氣體減排已成為全球造船界熱議的話題之一。隨之而來的是，各式各樣新型船舶推進系統(tǒng)應(yīng)運而生。目前國際海事組織和歐盟正在考慮制定更為嚴格的污染排放規(guī)則，業(yè)界也在不斷尋求采用商業(yè)可行的措施來替代傳統(tǒng)的船舶動力系統(tǒng)。
燃料電池推進船舶
燃料電池是將燃料（如氫、天然氣、丙烷和甲醇等）中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的機電裝置。 作為新一代船舶用燃料，船用燃料電池可以使船舶在行駛時幾乎不排出NOx、SOx、二氧化碳等有害氣體，符合日益規(guī)范化的環(huán)保要求而受到注目。船用燃料電池的研發(fā)是2000年代初開始由歐洲造船強國為中心進行的，所以目前大部分先進技術(shù)也由歐洲國家掌握。其中挪威船級社最為活躍。
目前挪威船級社正在開展有關(guān)船用燃料電池的全面研究工作，燃料電池動力單元的研制結(jié)合了新型電子技術(shù)、電子動力以及控制系統(tǒng)技術(shù)，且在岸上進行動力單元的測試和認證后，進行實船實驗。
船用燃料電池以燃料電池作為主電源、以蓄能電池組輔助供電模式的新型船舶電力推進系統(tǒng)，包括了至少一套燃料電池系統(tǒng)、一蓄能電池組、一電力推進系統(tǒng)、其它用電負荷、一次電網(wǎng)、二次電網(wǎng)；所述燃料電池系統(tǒng)和蓄能電池組連接在一次電網(wǎng)上，所述一次電網(wǎng)和二次電網(wǎng)連接，所述電力推進系統(tǒng)和其它用電負荷連接在二次電網(wǎng)上。
燃料電池系統(tǒng)從冷態(tài)起動到正常運行過程中，或者當(dāng)燃料電池系統(tǒng)因突發(fā)故障不能輸出電能，電力推進系統(tǒng)依靠蓄能電池組應(yīng)急供電；燃料電池系統(tǒng)進入正常運行狀態(tài)后，蓄能電池組處于浮充電狀態(tài)。
展開 船舶設(shè)計：船舶推進軸系方案設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)
其中，軸徑尺寸作為船舶推進軸系設(shè)計的重要參數(shù)，文獻［2］介紹了適用于不同船舶、主機類型和材料屬性的軸徑估算經(jīng)驗公式，在初步估算軸徑之后，即可開展力學(xué)校核計算并最終明確具體數(shù)值，該方法是現(xiàn)階段工程實踐中較為成熟的常規(guī)操作。
近年來，針對該設(shè)計參數(shù)對軸系設(shè)計中不同學(xué)科之間的耦合影響，鮮有學(xué)者深入開展了研究工作。其中，王瑞等［5-6］以軸系的軸徑和孔徑為研究對象，在滿足總體設(shè)計要求的前提下，分析了孔徑比取值范圍的優(yōu)化問題和船舶裝載工況對不同孔徑比下軸系振動的影響，為船舶推進軸系的優(yōu)化設(shè)計提供了新的思路。
圖 1 船舶推進軸系設(shè)計流程
本文擬基于現(xiàn)階段船舶推進軸系的方案設(shè)計流程，針對船舶推進軸系的校中及優(yōu)化、軸系振動及減振技術(shù)和軸系設(shè)計質(zhì)量評價等內(nèi)容，對船舶推進軸系方案設(shè)計的國內(nèi)外研究成果進行綜述，以梳理和總結(jié)相關(guān)研究動態(tài)，從而為船舶推進軸系的優(yōu)化設(shè)計提供參考。
1 軸系校中
船舶推進軸系校中即根據(jù)軸系校中計算書的要求，將軸系敷設(shè)于船舶殼體，使其達到某種預(yù)定狀態(tài)（例如，直線或曲線），且各軸段應(yīng)力、軸承載荷等參數(shù)均應(yīng)在允許范圍之內(nèi)。軸系校中理論主要經(jīng)歷了軸系直線校中、按軸承允許負荷校中、合理校中和動態(tài)校中等階段，這些校中理論均從基于經(jīng)典力學(xué)建立的軸系校中計算簡化模型發(fā)展而來。
展開 船舶設(shè)計：船舶等效和替代設(shè)計那些事兒
綜上，按照小編的理解，等效是針對船舶裝設(shè)的設(shè)備、材料或器具等，屬于船舶從屬構(gòu)成；替代設(shè)計和布置則針對于船舶本身結(jié)構(gòu)建造，屬于船舶主體的創(chuàng)新設(shè)計變化。等效和替代設(shè)計可能導(dǎo)致船舶配備的裝置、材料或設(shè)備，甚至整個船型都與公約的條款規(guī)定相背離，但需要強調(diào)的是，等效和替代設(shè)計制度決不意味著可以不遵守或者降低公約規(guī)定的船舶安全技術(shù)標準。為此，各國主管機關(guān)都制定了嚴格的等效和替代設(shè)計審批制度，并基于安全風(fēng)險評估的方法，將等效和替代設(shè)計與公約規(guī)定的安全標準進行對比分析，客觀評估是否滿足公約要求。想深入了解的朋友可查閱 MSC/Circ.1002、 MSC.1/Circ.1212、Resolution MEPC.110(49)及MSC.1-Circ.1455等IMO文件。我國《中國籍船舶等效、免除管理暫行規(guī)定》規(guī)定船舶設(shè)計單位或船東申請等效至少應(yīng)提交以下材料：
1. 申請書；
2. 船舶概況：船名、主要尺度、船舶結(jié)構(gòu)、主要設(shè)備、航區(qū)等；
3. 申請采取等效措施的裝置、材料、設(shè)施或設(shè)備、器具，或者型式；
4. 申請等效所依據(jù)的公約、法規(guī)、規(guī)定的名稱及其具體條款內(nèi)容；
5. 對等效措施的技術(shù)分析；
6. 業(yè)已通過試驗或其他方法驗證等效措施至少與公約或法規(guī)、規(guī)定所要求的具有同等效能的證明。
展開 【船舶行業(yè)抽獎】精選50+本暢銷書籍，船舶設(shè)計人員必不要錯過的羊毛！
船舶行業(yè)精選實體書籍”（17選1）
涉及：海洋工程、動力系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)物強度、復(fù)合材料..等
2
熱門船舶應(yīng)用書籍（14選1）
涉及：船體結(jié)構(gòu)設(shè)計、流體力學(xué)、電力推薦系統(tǒng)、裝備材料..等
3
船舶行業(yè)暢銷書籍（19選1）
涉及：船舶汽輪機設(shè)計、船舶強度、動力裝置、艦船工程...等
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技術(shù)鄰VIP月卡
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船舶文獻/視頻/大廠...等電子資料合集
船舶CFD、船舶振動噪聲、船舶原理、汽輪機優(yōu)化設(shè)計...等
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視頻 | 船舶結(jié)構(gòu)分析：結(jié)合模擬和測試數(shù)據(jù)實現(xiàn)真正的數(shù)字孿生
憑借本視頻可以了解如何將測試數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)仿真相結(jié)合，從而創(chuàng)建經(jīng)過驗證、可靠且準確的數(shù)字孿生，從而幫助預(yù)測船舶的結(jié)構(gòu)完整性。
觀看該視頻可以解決以下問題：
如何將船舶結(jié)構(gòu)建模與仿真一體化呢？
如何確保船舶結(jié)構(gòu)的完整性？
結(jié)構(gòu)分析如何在組件和整船結(jié)構(gòu)級別應(yīng)用于海船設(shè)計？
如何通過測試數(shù)據(jù)確保初始模型可靠？
如何在船舶物理測試過程中克服實際限制？
如何在海上構(gòu)筑物分析中將模擬和測試結(jié)合起來，實現(xiàn)真正的數(shù)字孿生？
如何在結(jié)構(gòu)設(shè)計工程的背景下使用模擬和測試？
測試在海洋工業(yè)結(jié)構(gòu)性能工程中的作用是什么？
如何激勵一艘船？都有哪些激勵力？
不同的激勵力，他會帶來不同的振動模式和共振頻率嗎？
展開 2030 年的船舶行業(yè)：船舶數(shù)字化勞動力（免費領(lǐng)分析報告）
數(shù)字化使船舶行業(yè)發(fā)生了深遠的轉(zhuǎn)變。監(jiān)控技術(shù)為船舶運營商提供了有關(guān)船舶性能的新見解。虛擬和增強現(xiàn)實技術(shù)為培訓(xùn)和遠程協(xié)助提供了高效的平臺。
了解由 IT 驅(qū)動的數(shù)字化勞動力如何幫助船東和船舶運營商最大程度降低風(fēng)險、提高技術(shù)水平并盡可能縮短停機時間，為 2030 年減排做好準備！
關(guān)于“2030 年的船舶行業(yè)”思想領(lǐng)導(dǎo)力系列
2030 年的船舶行業(yè)將是什么樣子？我們邀請了來自 Schnitger Corporation 的船舶設(shè)計師兼首席分析師莫尼卡·施尼特格爾 (Monica Schnitger) 為我們答疑解惑。答案由六篇簡報構(gòu)成，每篇都從不同的角度來介紹航運業(yè)的未來發(fā)展。本篇簡報聚焦于船舶行業(yè)現(xiàn)今所面臨的重大挑戰(zhàn)之一：打造船舶數(shù)字化勞動力。
以下為文檔部分截取
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展開 江南造船胡可一：從船舶設(shè)計手段變遷，看船舶工業(yè)的發(fā)展
在這飛速發(fā)展的歷程中，雖然造船能力設(shè)施的建設(shè)對船舶工業(yè)發(fā)展起到了強烈的助推作用，但設(shè)計手段的改善特別是計算機技術(shù)的應(yīng)用也是非常重要的一個方面。
來源：中國船舶報
自主航行船舶的技術(shù)路徑
從自主航行船舶的發(fā)展現(xiàn)狀來看，遠程遙控結(jié)合部分自主控制功能已經(jīng)成為自主航行船舶發(fā)展的主要方向。根據(jù)應(yīng)用場景及船型的不同，自主航行技術(shù)發(fā)展的技術(shù)路徑也略有不同。
遠程遙控技術(shù)
遠程遙控船舶在MSC.99次會議上已經(jīng)被IMO定義為自主航行船舶的一種形式，在完全自主航行技術(shù)成熟之前，自主航行船舶在復(fù)雜水域、交通密集、惡劣天氣、設(shè)備損壞等情況下，自主航行系統(tǒng)無法滿足船舶安全的操控需求，需要依靠遠程遙控功能切換到人工操控來保障船舶的運營安全。所以，遠程遙控結(jié)合部分自主控制的自主航行船舶在未來很長一段時間內(nèi)將是自主航行船舶商業(yè)化運營的主要形式。在完全自主航行技術(shù)成熟之后，遠程遙控也是必要的功能，遠程遙控可以實現(xiàn)船隊集群管理；監(jiān)控船舶狀態(tài)合理配置資源；控制船舶維護維修；收集數(shù)據(jù)優(yōu)化運營效率等功能，同時結(jié)合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云共享等技術(shù)可以極大提高船舶的運營效率及降低能源消耗。
遠程遙控技術(shù)在船舶上的實現(xiàn)相對容易。船舶不同于汽車，在現(xiàn)有技術(shù)條件下還無法實現(xiàn)對數(shù)以億計的汽車進行遠程遙控，而船舶的數(shù)量相對較少，船岸通信在通信容量、數(shù)據(jù)處理、云存儲上具有明顯優(yōu)勢。但是，遠程遙控技術(shù)在船舶上的實現(xiàn)也存在一些技術(shù)難點，制約遠程遙控技術(shù)在船舶上的應(yīng)用，如船舶大部分的工作區(qū)域需要通過衛(wèi)星進行船岸通信，衛(wèi)星通信的方式具有易受到天氣狀況干擾、通信帶寬小和通信延時大的缺陷。未來衛(wèi)星通信技術(shù)的研究重點應(yīng)集中于衛(wèi)星多頻段通信技術(shù)、數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、數(shù)據(jù)提取技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等，通過這些技術(shù)可以有效的解決衛(wèi)星通信的技術(shù)瓶頸，促進遠程遙控技術(shù)在自主航行船舶上的發(fā)展。
展開 船舶自動靠離泊系統(tǒng)設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)
構(gòu)建船舶靠離泊作業(yè)條件下的操縱運動模型，是船舶運動控制的理論支撐，是實現(xiàn)船舶自動靠離泊作業(yè)的理論基礎(chǔ)。
2.低頻運動控制技術(shù)
船舶的靠離泊運動控制不是一個獨立的控制任務(wù)，而是同時包含了作業(yè)決策、目標規(guī)劃以及低頻運動控制。根據(jù)靠泊船舶自身船型、載重、推進性能，以及泊位水流、氣象等情況，船舶的安全靠離泊作業(yè)往往采用頂流入泊(直接入泊、掉頭入泊)和平行入泊的方式完成靠泊；目標規(guī)劃則是以入泊方式為基礎(chǔ)的，根據(jù)作業(yè)需要，目標規(guī)劃往往包含軌跡規(guī)劃、航向規(guī)劃、航速規(guī)劃等。船舶的靠離泊作業(yè)對船舶位置、艏向角、速度控制精度要求高，傳統(tǒng)控制方法難以保證船舶在期望位置和姿態(tài)同時鎮(zhèn)定，此外，傳統(tǒng)船舶由于硬件限制，無法實現(xiàn)推進系統(tǒng)及轉(zhuǎn)舵系統(tǒng)的高頻無級控制。為此，國內(nèi)外學(xué)者結(jié)合船舶路徑規(guī)劃算法，不依賴準確的船舶運動模型設(shè)計船舶的自動靠泊控制系統(tǒng)，例如模型預(yù)測控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯控制、數(shù)據(jù)驅(qū)動控制、滑模控制、A*路徑追蹤、自抗擾控制等自適應(yīng)控制算法，這些方法往往依賴算法本身的魯棒性，而忽略了船舶運動模型的準確性，缺乏船舶水動力機理支撐。開展基于船舶運動模型的船舶低速運動控制研究，是實現(xiàn)船舶自動靠離泊的技術(shù)基礎(chǔ)。
3.船岸協(xié)同感知技術(shù)
船舶的靠泊控制主要步驟為：(1)改變航向，(2)逐級降速，(3)主機停轉(zhuǎn)，依靠余速入泊。根據(jù)自動靠泊控制思路及控制手段，自動靠泊流程可以描述為：①船舶由港區(qū)移動至泊位附近的A點，②船舶以低速由臨近泊位處的A點移動至泊位處的目標點B點，并同時考慮避讓靜態(tài)和動態(tài)障礙物。對于船舶自動靠泊系統(tǒng)，靠泊船舶與岸端設(shè)備之間的協(xié)同感知與交互更是安全系泊的基礎(chǔ)。可見，協(xié)同感知技術(shù)是船舶靠離泊控制的主要輔助手段，船舶的自動靠泊控制是以協(xié)同感知技術(shù)為保障的。
展開 船舶技術(shù)法規(guī)發(fā)展歷程簡述
改革開放以后，船舶檢驗局將《鋼質(zhì)海船建造規(guī)范》《海船穩(wěn)性規(guī)范》等11部單行本海船法定檢驗規(guī)范進行統(tǒng)一修訂，整合為了《海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則（1992）》，自1992年10月1日起施行。
到1999年，以船舶檢驗局的名義發(fā)布了《國際航行海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則》《非國際航行海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則》兩部規(guī)則。
（二）內(nèi)河船舶方面
從1958年10月，船舶檢驗局先后完成并公布《長江鋼船建造規(guī)范（1962）》等15種規(guī)范、規(guī)程，到 1965年，常規(guī)船舶所需的規(guī)范已基本具備。
從 1966年起，長江船舶規(guī)范擴展為長江水系船舶規(guī)范，共有《長江水系鋼船建造規(guī)范（1978）》等6部規(guī)范。
改革開放以后，船舶檢驗局開始著手開展全國各大水系的船舶規(guī)范研究，內(nèi)河船舶規(guī)范體系不斷完善，陸續(xù)發(fā)布《內(nèi)河船舶乘客定額與艙室設(shè)備規(guī)范（1981）》等16部內(nèi)河船舶規(guī)范，1987年發(fā)布《內(nèi)河船舶規(guī)范體系表》指導(dǎo)制修訂工作。
《內(nèi)河船舶法定檢驗技術(shù)規(guī)則（1999）》在1999年發(fā)布實施，作為內(nèi)河船舶法定檢驗的綜合文本。
（三）海洋工程方面
從上個世紀80年代開始，船舶檢驗局在海洋工程方面針對移動平臺、固定平臺、潛水系統(tǒng)和潛水器、海底管道、海上浮式裝置、海上單點系泊裝置等方面陸續(xù)組織制定了法定檢驗法規(guī)。
展開 船舶航向控制器設(shè)計與仿真
來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：馮嘉儀 劉教瑜 黃珍
關(guān)鍵字：船舶 船舶航向控制器 PID算法 MATLAB
詳細論述了船舶航向控制器的設(shè)計與仿真。首先，在MATLAB的Simulink環(huán)境中構(gòu)建船舶航向控制系統(tǒng)的仿真模型，然后通過仿真分析來確定航向控制器的關(guān)鍵參數(shù)，最后進行調(diào)試。
1 船舶航向控制系統(tǒng)簡介
船舶航向運動控制系統(tǒng)由航向給定環(huán)節(jié)、航向檢測環(huán)節(jié)、給定航向與實際航向比較環(huán)節(jié)、控制器、執(zhí)行機構(gòu)——舵、調(diào)節(jié)對象——船等組成。航向控制問題包含兩個方面：航向保持和航向機動性。為了到達目的地和減少燃料的消耗，總是力求使船舶以一定的速度作直線航行，這就是船舶的航向保持問題，即航向穩(wěn)定性問題：而當(dāng)在預(yù)定的航線上發(fā)現(xiàn)障礙物或其它船舶時，或者在有限航道內(nèi)航行，必須及時改變航速和航向，這就是船舶航行的機動性問題。這兩個方面是衡量一艘船舶操縱性好壞的標志，操縱性直接關(guān)系到船舶的使用效能和安全性。因此，船舶航向控制主要分航向保持與航向改變兩種模式。當(dāng)船舶處于某個設(shè)定航線航行時，即航向保持問題；當(dāng)設(shè)定航向發(fā)生改變時，船舶需要打舵回轉(zhuǎn)，即船舶跟蹤問題，前者是船舶在受到各種擾動時以最小的控制力保持在設(shè)定航向上，后者希望以最小的超調(diào)迅速準確地跟蹤新的設(shè)定航向。本文主要研究船舶航向保持問題。
船舶在運動過程中，指令航向由指揮人員給定，船舶的實際航向一般由羅經(jīng)來測量，在受到外界干擾的情況下，會使船舶偏航，羅經(jīng)所測得的實際航向與給定的航向進行比較，得出航向誤差信號，該信號送到自動舵系統(tǒng)中，自動舵系統(tǒng)根據(jù)所規(guī)定的控制規(guī)律進行計算，得出一個舵角指令，在舵機的作用下，將舵轉(zhuǎn)到所需的角度，使船舶修正航向，反復(fù)進行測量，直到實際航向與給定航向相一致，自動舵系統(tǒng)輸出零舵角指令信號，船舶按照指令航向進行航向。
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