Nghiên cứu phát triển mô hình toán học thích ứng việc mô phỏng chuyển động tàu nhiều loại thiết bị đẩy

Công ước STCW 1978 và sửa đổi năm 2010 nhận thức được tầm quan trọng và qui định việc tăng cường sử dụng mô phỏng buồng lái trong đào tạo nghiệp vụ hàng hải. Trong thực tiễn hiện nay, ngoài yêu cầu luật định, nhu cầu đào tạo bằng mô phỏng trên thế giới cũng trở nên cấp thiết đòi hỏi các cơ sở đào tạo hàng hải phải trang bị mô phỏng buồng lái có khả năng mô phỏng các loại tàu có thiết bị đẩy khác nhau.

Ngoài chức năng huấn luyện và đào tạo, hệ thống mô phỏng buồng lái còn có thể khai thác trong việc nghiên cứu tính khả thi của thiết kế tàu, thiết kế cảng và luồng hàng hải. Ứng dụng này có thể áp dụng đối với các tàu bè hiện hữu cũng như trong giai đoạn thiết kế. Để thực hiện, cần phải thiết lập mô hình toán chuyển động của tàu phù hợp và đáp ứng độ chính xác cho từng tàu cụ thể.

Do vậy, đề tài “NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN MÔ HÌNH TOÁN HỌC THÍCH ỨNG VIỆC MÔ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG TÀU NHIỀU LOẠI THIẾT BỊ ĐẨY” là cần thiết.

NỘI DUNG:

1. Lý do chọn đề tài 1

2. Mục đích nghiên cứu 1

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4. Phương tiện nghiên cứu 2

5. Phương pháp nghiên cứu 2

6. Ý nghĩa khoa học-thực tiễn và tính mới 4

7. Kết cấu của luận án 4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 5

1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu mô hình toán học chuyển

động tàu 5

1.2. Tình hình tổng quan về nghiên cứu xác định các thành phần

cụ thể cấu thành phương trình chuyển động tổng quát 6

1.2.1. Thành phần khối lượng tổng quát, hệ số lực Coriolis của tàu 6

1.2.2. Thành phần khối lượng tổng quát và hệ số lực Corolis của

lượng nước kèm 6

1.2.3. Thành phần lực cản 7

1.2.4. Thành phần lực thủy tĩnh 8

1.2.5. Thành phần lực tác động 9

1.3. Kết luận chương 1 10

CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN MÔ HÌNH TOÁN

CHUYỂN ĐỘNG TÀU 11

2.1. Cơ sở lý thuyết ban đầu 11

2.2. Xác định các thành phần khối lượng nước kèm 14

2.2.1. Hướng tiếp cận vấn đề 14

2.2.2. Phương pháp xác định khối lượng nước kèm 15

2.2.3. Kết quả tổng hợp tính toán khối lượng nước kèm 22

2.2.4. Ma trận hệ số lực Coriolis 23

2.3. Xác định các thành phần lực cản 24

2.3.1. Hướng tiếp cận vấn đề 24

2.3.2. Tác động của dòng chảy đến chuyển động tàu. 26

2.3.3. Phương pháp thiết lập công thức tính lực cản 26

2.3.4. Hệ số lực cản 27

2.3.5. Phân tích các thành phần vận tốc 29

2.3.6. Tổng hợp vận tốc theo chiều chuyển động 34

2.3.7. Thiết lập công thức tính lực cản 34

2.4. Xây dựng mô hình tổng hợp lực tác động 42

2.4.1. Thiết lập mô hình tổng hợp lực tổng quát 42

2.4.2. Xác định các thành phần lực cụ thể 46

2.5. Kết luận chương 2 70

CHƯƠNG 3. THIẾT LẬP THUẬT TOÁN VÀ XÂY DỰNG

CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 73

3.1. Mở đầu 73

3.2. Thuật toán mô phỏng 73

3.2.1. Phương trình vi phân chuyển động 6 bậc tự do 73

3.2.2. Xác định các hệ số của phương trình vi phân chuyển động 73

3.2.3. Mô hình tổng hợp lực 75

3.2.4. Thành phần hệ số thủy động không thứ nguyên 77

3.2.5. Phương trình các tham số chuyển động theo thời gian 78

3.2.6. Thuật toán mô phỏng chuyển động 80

3.3. Xây dựng phần mềm mô phỏng 84

3.3.1. Lập trình mô phỏng chuyển động tàu 84

3.3.2. Các giao diện chính của phần mềm 84

3.4. Kết luận chương 3 87

CHƯƠNG 4. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ PHÁT TRIỂN MÔ HÌNH

TOÁN 88

4.1. Mô hình tàu mẫu 88

4.2. Đánh giá kết quả khai triển tuyến hình tàu 88

4.3. Đánh giá phương pháp tính toán khối lượng nước kèm tổng

quát 93

4.4. Đánh giá phương pháp tính toán hệ số lực cản. 95

4.5. Đánh giá phương pháp tổng hợp lực và mô hình toán tổng

hợp 99

4.6. Kết luận chương 4 106

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 107

1. KẾT LUẬN 107

2. ĐỀ XUẤT 108

TÀI LIỆU THAM KHẢO 111

PHỤ LỤC 1. TỔNG HỢP CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ

CÔNG BỐ ..

PHỤ LỤC 2. THUẬT TOÁN MATLAB

LINK DOWNLOAD (WORD)

LINK DOWNLOAD (PDF)