高速水翼船操纵模拟器中运动数学模型的研究

摘要

针对开发高速船操纵模拟器的需要,提出了高速水翼船在波浪中运动的非线性数学模型。从流体力学的角度,详细分析了该运动数学模型中各个参数的计算方法,并考虑了波浪对船体运动的影响。为了验证该数学模型,以高速水翼船 HC200B-A1 作为实例,利用 Matlab 的 Simulink 工具箱,在 6 组实验波浪参数的条件下,对水翼船在首浪和尾浪中的垂荡和纵摇运动进行了仿真研究。仿真结果显示高速水翼船在尾浪中垂荡和纵摇的幅值比迎浪中的幅值要大,这是与航海实践相符合的,同时也表明所提出的数学模型是合理和可靠的,并从模型的角度对仿真结果进行了阐释。