耙吸式疏浚過程的建模與仿真.pdf

1、我國是世界航運大國，幅員遼闊，水系發(fā)達，河流、湖泊、水庫星羅棋布，具有漫長的海岸線和眾多的港口，為航海運輸業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。但是，伴隨著航運業(yè)的迅猛發(fā)展，目前這些河流、湖泊、水庫和港口的泥沙淤積嚴重，需要進行清淤疏浚，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運而生，而耙吸式挖泥船因其自身的優(yōu)勢得到了迅猛的發(fā)展。
　　 耙吸式挖泥船具有廣泛的適用性和良好的經(jīng)濟性，在疏浚工程中被世界各個國家廣泛采

2、用。耙吸式挖泥船的結(jié)構(gòu)和疏浚過程都非常復雜。因此，對耙吸式挖泥船操作人員的作業(yè)模擬培訓，顯得異常重要。本文基于武漢理工大學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；我國對耙吸式挖泥船的仿真研究現(xiàn)狀等。
　　 本文以“長鯨2”號耙吸挖泥船為母型船，使用MATLAB/SIMULIN

3、K軟件集中對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：對柴油機、泥泵管道系統(tǒng)、波浪補償器建立了各種數(shù)學模型，并對泥泵、輸泥管道、波浪補償器等建立了相應的仿真模型；設(shè)定了多種泥漿濃度、泥泵輸入轉(zhuǎn)速信號和簡單的地形條件，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)波浪補償器的工作原理以及仿真實驗得知，波浪補償器對耙吸式挖泥

4、船縱向上的作業(yè)影響有一定的補償和緩沖作用，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，建立了風浪流的數(shù)學模型，在簡化數(shù)學模型的基礎(chǔ)上建立了風浪流的仿真模型，并通過輸入風浪流的初始條件做了關(guān)于風浪流分別對耙吸式挖泥船疏浚作業(yè)橫向影響的初步仿真實驗工作以及耙吸式挖泥船在風浪流共同作用下橫向上的綜合仿真工作，并對仿真結(jié)果進行了分析。提出了模擬器開發(fā)的過程中需要注意的事項和需要深入研究的事項。