耙吸式疏浚過(guò)程的建模與仿真.pdf

1、我國(guó)是世界航運(yùn)大國(guó)，幅員遼闊，水系發(fā)達(dá)，河流、湖泊、水庫(kù)星羅棋布，具有漫長(zhǎng)的海岸線和眾多的港口，為航海運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。但是，伴隨著航運(yùn)業(yè)的迅猛發(fā)展，目前這些河流、湖泊、水庫(kù)和港口的泥沙淤積嚴(yán)重，需要進(jìn)行清淤疏浚，以提高防洪、灌溉、通航能力，改善生態(tài)環(huán)境。因此，各種用于疏浚的船舶應(yīng)運(yùn)而生，而耙吸式挖泥船因其自身的優(yōu)勢(shì)得到了迅猛的發(fā)展。
　　 耙吸式挖泥船具有廣泛的適用性和良好的經(jīng)濟(jì)性，在疏浚工程中被世界各個(gè)國(guó)家廣泛采

2、用。耙吸式挖泥船的結(jié)構(gòu)和疏浚過(guò)程都非常復(fù)雜。因此，對(duì)耙吸式挖泥船操作人員的作業(yè)模擬培訓(xùn)，顯得異常重要。本文基于武漢理工大學(xué)仿真中心耙吸式挖泥船疏浚作業(yè)仿真器的研發(fā)，做一些前期的研究和準(zhǔn)備工作。
　　 本文伊始，介紹了疏浚工業(yè)的目的及發(fā)展；耙吸式挖泥船的疏浚過(guò)程及發(fā)展歷史；耙吸式挖泥船疏浚作業(yè)仿真器的發(fā)展歷史；我國(guó)對(duì)耙吸式挖泥船的仿真研究現(xiàn)狀等。
　　 本文以“長(zhǎng)鯨2”號(hào)耙吸挖泥船為母型船，使用MATLAB/SIMULIN

3、K軟件集中對(duì)耙吸式挖泥船的疏浚作業(yè)做了大量的建模和仿真工作，主要有：對(duì)柴油機(jī)、泥泵管道系統(tǒng)、波浪補(bǔ)償器建立了各種數(shù)學(xué)模型，并對(duì)泥泵、輸泥管道、波浪補(bǔ)償器等建立了相應(yīng)的仿真模型；設(shè)定了多種泥漿濃度、泥泵輸入轉(zhuǎn)速信號(hào)和簡(jiǎn)單的地形條件，在仿真模型的基礎(chǔ)上，做出泥泵輸送清水的流量仿真；不同泥漿濃度的產(chǎn)量仿真以及不同泥漿濃度的產(chǎn)量比較仿真；輸送泥漿均勻流移和非均勻流移的產(chǎn)量比較仿真；根據(jù)波浪補(bǔ)償器的工作原理以及仿真實(shí)驗(yàn)得知，波浪補(bǔ)償器對(duì)耙吸式挖泥

4、船縱向上的作業(yè)影響有一定的補(bǔ)償和緩沖作用，提高了疏浚作業(yè)效率；做出了耙吸挖泥船在不同挖深下疏浚作業(yè)仿真，研究了船舶受力情況，建立了風(fēng)浪流的數(shù)學(xué)模型，在簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上建立了風(fēng)浪流的仿真模型，并通過(guò)輸入風(fēng)浪流的初始條件做了關(guān)于風(fēng)浪流分別對(duì)耙吸式挖泥船疏浚作業(yè)橫向影響的初步仿真實(shí)驗(yàn)工作以及耙吸式挖泥船在風(fēng)浪流共同作用下橫向上的綜合仿真工作，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。提出了模擬器開(kāi)發(fā)的過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)和需要深入研究的事項(xiàng)。