问题：减摇鳍低航速减摇效果不明显.doc

问题：减摇鳍低航速减摇效果不明显问题描述： 对于船舶减摇，目前一般可用减摇鳍和减摇水舱。 减摇鳍属于主动式流体动力型减摇装置，其构造主要有机翼型鳍，转鳍传动装置，控制系统组成。减摇鳍是有船体两舷伸出的机翼型鳍，当船在波浪中航行产生横摇运动时，鳍在自动控制系统的操纵下，随创的横摇规律不断改变鳍角，因而产生周期性的稳定力矩Ms，来抵抗波浪扰动力矩。有于减摇鳍利用流体动力原理，故对高速运动的船舶一般有很好的减摇效果。而低速船效果不明显。 被动式减摇水舱是被动型减摇装置，利用船本身的横摇运动而引起水舱内水的物理运动来产生稳定力矩。它不需要任何动力，它的工作原理是使设计的水舱内水震荡的固有频率等于船横摇的固有频率，这样在共振的条件下，水舱是随船一起运动的，而水舱内的水要滞后横摇角90度，同时，当船横摇固有频率等于波浪扰动力固有频率时，也发生共振，这时船的横摇角滞后波浪扰动力矩90度。这样水舱里的水的运动就滞后波浪180度，也就是说，水舱内的水的重量产生的稳定力矩方向恰好和波浪扰动力矩的方向相反，从而使共振区横摇减小。即“双震动减摇”被动式减摇水舱在波浪频率与船的固有频率接近时有很好的减摇效果。 减摇水仓在相对于减摇鳍时间上不同步，减摇水仓有相角滞后。 减摇鳍在船舶运行速度较慢时，起到的作用很小。解决思路：运用TRIZ理论，涉及的特性有：25# 时间损失39# 控制的复杂性查阅TRIZ关系矩阵，选择下面发明原理：35# 适应性及多用性具体方法：可考虑将两种方法结合并且优化。减摇鳍一被动水舱的综合减摇可以结合减摇鳍和减摇水舱的优点，使舰船在各种航速下都能够有效地减摇。对综合减摇的实验研究有效方法是建立综合减摇实验装置，结合减摇鳍和减摇水舱的优点，通过合理的配置鳍和水舱以及选择适当的控制方法使实验装置能够正确模拟综合减摇系统。我们可以据此设计试验台架。若使台架能够模拟实船在波浪作用下的横摇运动，其运动方程应与船舶的横摇运动方程相似，且遵循力学模型与实物之间的相似原理。 （1）式中: 台架横摇角加速度；台架横摇角速度；台架横摇角；台架质量对纵轴的转动惯量； 台架横摇阻尼力矩比例系数；台架排水量；初稳心高；海浪横摇力矩。方程式中各项系数与实际船舶横摇运动微分方程各系数相对应，且遵循力学模型与实物之间的相似原理。相似原理是模型试验的理论根据，试验环境及对象的模拟以及将试验数据换算到实际应用中均需遵循此原则。船舶在海浪中的运动是一种复杂的动力学现象，欲使台架试验能真实地再现实船的特性，根据力学原理，台架和实船这两个力学系统之间必须满足下列几何相似、运动相似和动力相似的条件。(1)几何相似几何相似要求台架与实船对应的线尺度之比为一固定数。即可表示为（2）式中: 模型比尺(或称相似常数)；实船的任意特征线尺度；台架对应的线尺度。(2)运动相似船舶在海浪中的运动是一种不定常运动，欲使台架和实船这两个不定常的运动体系之间保持运动相似，必须满足斯特鲁哈数相等，可表示为 （3）式中: 速度；时间(包括运动周期等)。表1 试验台架与实船各物理量的比值Table1 The ratio table of the test platforms physics measure and the true ships measure物理量比值例子线尺度主尺度、线位移、波长等面积、沿船长单位长度质量2横剖面积、舵面积、水线面积等体积、质量、力3排水体积；船的质量；推力等角度、线加速度1横摇角；重力加速度等时间间隔、线速度0.5波浪周期、运动周期；船速、波速等频率、角速度-0.5遭遇频率；横摇角速度等角加速度-1横摇角加速度等(3)动力相似实践表明，船舶在海浪中的运动这一力学现象主要受惯性力和重力所控制，粘性力和表面张力等一般只起次要作用(横摇阻尼、飞溅等除外)。所以，在台架试验中一般应确保惯性力和重力相似，即满足傅汝德数相等，可表示为 （4）式中：重力加速度。根据相似定律可以推出试