基于结构应变监测的风帆推力测量方法研究

目的提出一种用于实船测量的风帆推力测量方法。方法针对VLCC风帆推力实船测量的需求,首先对风帆推力计算公式和风帆桅杆推力状态进行分析,进一步根据梁结构应变测试方法提出基于应变监测的风帆推力测量方法和传感测点布置方案。通过陆基模拟试验对风帆推力测量方法进行试验验证。结果传感测点间结构应变差值随风帆推力增加而增大,具有显著线性关系,线性相关系数为0.9965,测试风帆推力与实际推力之间的平均误差为5%。结论提出的风帆推力测量方法用于实船测量是切实可行的。

无人帆船最大航速控制的风帆攻角研究

风帆侧推力影响帆船阻力和航向稳定性,从而影响航速乃至使帆船失去航向。为使无人帆船在稳定航行中保持最大航速,对侧推力影响下帆船航速的风帆攻角作用规律进行研究。采用CFD技术对风帆空气动力特性进行数值模拟,获得风帆作用力系数曲线;基于响应型三自由度船舶操纵分离(MMG)方法建立目标帆船运动仿真模型,生成侧推力影响下不同风况和攻角对应的帆船航速簇曲线,分析获得无人帆船最大航速控制的风帆攻角策略。研究结果为无人帆船风帆攻角控制器的设计提供了理论参考。