[发明专利]一种多拖轮协作沉井浮运操纵仿真控制方法

权利要求书

1.一种多拖轮协作沉井浮运操纵仿真控制方法，其特征在于通过仿真操纵多艘拖轮协作拖带沉管至目的地过程，获得较好的拖轮配置方案。该方法包括如下步骤： 

(1)设置沉管管节参数，设置风速风向，流速流向，设置拖轮数量、位置档位和初始拖带角度等参数； 

(2)沉管位移及姿态角每变化一次，就对多拖轮协作操纵进行一次受力分析，并把拖轮组合力及力矩数据在拖轮拖带系统中显示； 

(3)对沉管管节所受外力分析，计算纵向和横向位移及姿态角，生成沉管管节操纵控制轨迹图。 

2.根据权利要求书1所述的一种多拖轮协作沉井浮运操纵仿真控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中拖轮组合力及力矩计算包括如下步骤： 

(4)螺旋桨推力及转矩计算； 

(5)舵力及力矩计算； 

(6)单个拖轮主动力及力矩计算； 

(7)拖轮组合合力及力矩计算； 

3.根据权利要求书1所述的一种多拖轮协作沉井浮运操纵仿真控制方法，其特征在于，所述步骤(3)中沉管管节所受外力包括如下步骤： 

(8)管节的沉管管节惯性水动力和力矩计算； 

(9)获取总转动惯量； 

(10)粘性类水动力及力矩计算； 

(11)风干涉力及力矩计算； 

4.根据权利要求书3所述的一种多拖轮协作沉井浮运操纵仿真控制方法，其特征在于，所述步骤(3.1)用如下公式计算： 

(1) 

式中： 

L——管节的长； 

B——管节的宽； 

d——管节吃水； 

C_b——方形系数，是船型因素中的一项，管节借鉴肥大型船舶取方形系数为0.935左 

右。 

5.根据权利要求书3所述的一种多拖轮协作沉井浮运操纵仿真控制方法，其特征在于，所述步骤(9)中的管节的转动惯量等参数通过实验获得。 

6.根据权利要求书3所述的一种多拖轮协作沉井浮运操纵仿真控制方法，其特征在于，所述步骤(10)通过对模型实验结果进行数据回归，找出水动力导数与沉管设计参数之间的关系，得出近似估算公式。 

7.根据权利要求书3所述的一种多拖轮协作沉井浮运操纵仿真控制方法，其特征在于，所述步骤(11)通过如下公式计算： 

式中： 

V_a——风速； 

ρ_a——空气密度； 

A_f——水线以上管节正投影面积； 

A_s——水线以上管节侧投影面积； 

C_wx(α_R)——纵向风压力系数； 

C_wy(α_R)——横向风压力系数； 

C_wn(α_R)——绕Z轴的风压力矩系数。