变周期减摇水舱控制与仿真

摘要

10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.004%　　减摇水舱的设计首先要考虑与船体的适配，同时在设计中要重点考虑水舱的阻尼与周期特性，其中周期特性是水舱最基本的特性参数，适用周期范围越宽，减摇效果越理想.针对变周期减摇水舱的相当长度与一般U型水舱相当长度计算的不同之处——其连通道宽度可调且边舱面积随边舱外壁角变化而变化，通过积分方法推导出了可变周期减摇水舱相当长度的计算公式，提出了一种适用于变周期减摇水舱的估算方法.所设计的变周期减摇水舱采用连通道挡板控制改变周期，避免了气阀控制的时间延迟问题，还可根据船体运动规律调整连通道阻尼挡板以提高减摇效果.以某型船为例，建立了船舶减摇水舱仿真模型.经减摇水舱自由衰减振荡数值仿真方法验证，所提出的周期估算公式可靠.采用该模型研究了变周期减摇水舱的控制方法，结果表明，在其工作范围内，可使横摇角始终保持在8°以内，可以在5.5~18 s的周期范围内有效减摇，大大超过了被动式减摇水舱的工作频带.