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研究生:游坤達
研究生(外文):Kun-Ta Yu
論文名稱:不同船型船舶迴旋特性之探討
論文名稱(外文):A Study on the Turning Characteristics of Different Ships
指導教授:方志中方志中引用關係
指導教授(外文):Chih-Chung Fang
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:運輸與航海科學系
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:124
中文關鍵詞:一階線性近似式迴旋特性簡化操船模式船舶避碰
外文關鍵詞:First-order linear equationTurning characteristicssimplified manoeuvring modelship collision avoidance
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本研究之主要目的在於建構一套簡化、快速與實用之操船輔助模式。首先探討船舶的迴旋特性,選擇三艘不同船型的商船,分別使用兩種不同數學模式進行迴旋運動數值模擬並與實船海試量測比較,以確認數學模式之正確性。分別針對三型商船進行不同初始船速與不同舵角之系列定迴旋運動數值模擬,探討不同船型在不同初始船速與不同舵角下之迴旋特性。本研究使用Nomoto所提出的船舶操縱一階線性近似式,探討線性模式中之迴旋性指數(K值)、延遲性指數(T值)與船舶迴旋角速度間之關係,建立K值與T值隨船速與舵角變化的迴歸模型。並以Nomoto一階線性近似式為基礎,建立能預測不同初始船速與不同舵角定迴旋運動下迴旋角速度之數值模型。最後將岩井聰所提出的新航向距離應用於船舶避碰上,配合已建立之K值與T值隨船速與舵角變化的迴歸模型,建立簡化船舶操縱運動數值模型,此簡化操船模式在船舶遭遇固定障礙物時,能夠很快的計算出最適避碰操舵角度建議值,提供操縱者在面臨操縱決策時能有一確切之參考依據,使船舶在操航時更安全且有效率。
This study presents the numerical investigations on turning characteristics for three merchant ships. Two practical tools of ship manoeuvrability prediction have been used with a simulation database system which is based on the MMG model, while the hydrodynamic coefficients are estimated with empirical formula or database from published papers. In order to clarify the validity of the proposed manoeuvrability prediction system, sea trial measured results of three merchant ships provided by USDDC have been compared with the simulation results by the present simulation systems.

Based on the numerical investigation of turning motion characteristics of three merchant ships with varied forward speeds and rudder angles, the first-order linear equation proposed by Nomoto (1957) has been used to investigate the turning characteristics of three merchant ships in this study. The effective time constant, T, and the rudder gain, K, can be obtained from the numerical simulations by using the regression technique with varied forward speeds and rudder angles. This simplified manoeuvring model based on the database of manoeuvring parameters is very effective to find the helm angle for ship collision avoidance at seas. Finally, two simple simulation cases will be used to find the optimal helm angle of the ship and the comparison results are shown with some discussions in this report.
中文摘要 I
ABSTRACT II
誌 謝 III
目 錄 IV
表 目 錄 VI
圖 目 錄 VII
符號說明 XI

第一章 緒 論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機及目的 1
1-3 文獻回顧 2
1-3.1 船舶操縱性能研究 2
1-3.2 船舶操縱模擬系統 5
1-4 論文架構 10
第二章 船舶操縱數學模式介紹 11
2-1 三自由度船舶操縱模擬程式USDDC/MMG-3D之介紹 11
2-1.1 船舶操縱運動數值模型 11
2-1.2 模擬計算流程與操作介面 17
2-2 六自由度船舶操縱模擬系統USM-6D之介紹 19
2-2.1 船舶操縱運動數值模型 19
2-2.2 虛擬實境 26
2-2.3 六自由度船舶操縱模擬系統之整體架構 28
2-3 三型船舶之海試結果驗證 30
2-3.1 18900DWT散裝貨船之海試結果驗證 30
2-3.2 5550TEU大型貨櫃船之海試結果驗證 36
2-3.3 260000DWT大型油輪之海試結果驗證 42
第三章 船舶迴旋特性之探討 49
3-1 Nomoto一階近似理論 49
3-2 K值與T值之迴歸模式建立與驗證 51
3-2.1 18900DWT散裝貨船之迴歸模型建立與驗證 52
3-2.2 5550TEU大型貨櫃船之迴歸模型建立與驗證 67
3-2.3 260000DWT大型油輪之迴歸模型建立與驗證 82
第四章 船舶操縱避碰數值研究 98
4-1 新航向距離之操船應用 98
4-2 簡單之船舶避碰佈置實例 102
4-3 複雜之船舶避碰佈置實例 112
第五章 結論與展望 117
參考文獻 119
附 錄 123
自 述 124
1.Benedict, K., Kirchhoff, M., Baldauf, M., Gluch, M. and Fischer, S.,“On-board Prediction Display for Ship handling based on Manoeuvring Simulation,”The 4th Asia-Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics, APHydro, 2008.
2.Clarke, D., Gedling, P. and Hine, G.,“The application of manoeuvring criteria in hull design using linear theory” Transactions of RINA, Vol. 125, 1983.
3.Davison, Kenneth S. M.,“On the Turning and Steering of Ships” Transaction of the Society of Naval Architects and Marine Engineers, Vol. 52, 1944.
4.Davison, Kenneth S. M. and Schiff, Leonard I.,“Turning and Course-Keeping Qualities” Transaction of the Society of Naval Architects and Marine Engineers, Vol. 54, 1946.
5.Fang, C.C., Chang, S.Y. and Chou, S.K.“Validation of manoeuvring mathematical model for merchant ships,”Proceedings, Annual General Meeting & International Workshop of IMSF, 2007.
6.Fang, C.C. and Yu, K.T. “Numerical Study on the validation of Turning Characteristics for a Large Container Ship”, Proc. of the 9th Asia Conference on Marine Simulator and Simulation Research, June 25 ~ 26, 2009, Daejeon, Korea.
7.Fang, C.C. and Yu, K.T. “Application on the Turning Characteristics of a Large Container Ship for Avoiding Collision”, Proc. of the 9th Asia Conference on Marine Simulator and Simulation Research, June 25 ~ 26, 2009, Daejeon, Korea.
8.Fang, C.C., Yu, K.T. and Chou, S.K. “Numerical Investigation on the Turning Characteristics for a Large Container Ship”, Proc. 11th International Conference on Marine Simulation and Ship Manoeuvrability, MARSIM2009. August 17-20, 2009, Panama.
9.Fang, M.C., Lin, K.W. and Shu, Z.H.,“AN INDIGENOUS PC-BASED SHIP SIMULATOR INCORPORATING THE HYDRODYNAMIC NUMERICAL MODEL AND VIRTUAL REALITY TECHNIQUE,”Journal of Taiwan Society of Naval Architects and Marine Engineers, Vol.23, No.2, pp.87-95, 2004.
10.Hamamoto, M. and Kim, Y.S.,“A new coordinate system and the equations describing maneuvering motion of a Ship in waves (in Japanese),”Journal of the Society of Naval Architects of Japan, Vol. 173, pp. 209-220, 1993.
11.Hamamoto, M., Matsuda, A., and Ise, Y.,“Ship motion and the dangerous zone of a ship in severe following seas (in Japanese),”Journal of the Society of Naval Architects of Japan, Vol. 175, pp. 69-78, 1994.
12.Hirano, M.,“On the calculation method of ship maneuvering motion at initial design phase (in Japanese),”Journal of the Society of Naval Architects of Japan, Vol. 147, pp. 144-153, 1980.
13.Hirano, M. and Takashina J.,“A calculation of ship turning motion taking coupling effect due to heel into consideration,”Transaction of the West-Japan Society of Naval Architects, Vol. 59, pp. 71-81, 1980.
14.Inoue, S., Hirano, M. and Mukai, K.,“The non-linear terms of lateral force and moment acting on ship hull in the case of maneuvering”International Shipbuilding Progress, Vol. 28, pp. 112-125, 1981. Transaction of the West-Japan Society of Naval Architects, Vol. 58, pp. 153-160, 1979.
15.Inoue, S., Hirano, M. and Kijima, K.,“Hydrodynamic derivatives on ship manoeuvring,”International Shipbuilding Progress, Vol. 28, pp. 112-125, 1981.
16.Inoue, S., Hirano, M., Kijima, K., and Takashina, J.,“A practical calculation method of ship maneuvering motion,”International Shipbuilding Progress, Vol. 28, pp. 207-222, 1981.
17.Joseph, J.,“HISTORY AND FUTURE DEVELOPMENTS IN THE APPLICATION OF MARINE SIMULATORS, TOMORROW’S CHALLENGING ROLE FOR THE INTERNATIONAL MARINE SIMULATOR FORUM,”International Marine Simulator Forum, 1987.
18.Matsumoto, N. and Suemitsu, K.,“Interference effects between hull, propeller and rudder of a hydrodynamic mathematical model in maneuvering motion,”Naval Architecture and Ocean Engineering, Japan, Vol. 22, 1984.
19.Motora, S.,“On the measurement of added mass and added moment of inertia for ship motions, Part 1, 2 and 3 (in Japanese),”Journal of the Society of Naval Architects of Japan, Vols. 105 and 106, 1959 and 1960.
20.Nomoto, K., Taguchi, K., Honda, K. and Hirano. S.,“On the Steering Qualities of Ships 1 and 2 (in Japanese),” Journal of the Society of Naval Architects of Japan, Vols. 99 and 101, 1956 and 1957.
21.Yoshimura, Y. and Nomoto, K.,“Modeling of manoeuvring behavior of ships with a propeller idling, boosting and reversing (in Japanese),” Journal of the Society of Naval Architects of Japan, Vol. 144, pp. 57-69, 1978.
22.小林 陽弘,小山 健夫,貴島 勝郎,“MMG報告-I操?運動??????????”,日本造船協會誌第575號,pp192-198,1977。
23.岩井聰,“新訂操船論”,海文堂出版株式會社,1985。
24.?本 剛?,“MMG報告-II操?性??????理論的背景”,日本造船協會誌第575號,pp 322-329,1977。
25.野本謙作,“船?操?性”,日本造船協會誌第424號,pp322-329,1964。
26.操縱性能專門委員會,“船之操縱性能之推定”,日本造船學會誌第668號,1985.。
27.中國造船股份有限公司,“18900 DWT SELF-UNLOADING BULK CARRIER”, Result of sea trial,民國九十年。
28.中國造船股份有限公司,“260000 DWT OIL TANKER”,Result of sea trial,民國八十三年。
29.中國造船股份有限公司,“5714 TEU CONTAINER VESSEL”,Result of sea trial,民國八十九年。
30.方志中,游坤達,“大型貨櫃船迴旋特性之探討”,第21屆中國造船暨輪機工程研討會,民國九十八年。
31.江建輝,“船舶於不規則波浪中之虛擬動態模擬之研究”,國立成功大學系統暨船舶機械工程研究所碩士論文,民國九十三年六月。
32.林克衛,“虛擬實境於船舶操縱模擬系統之應用”,國立成功大學造船暨船舶機械工程研究所碩士論文,民國九十年六月。
33.周宗蔚,“雙船於不規則波中之虛擬操縱系統”,國立成功大學系統暨船舶機械工程學系碩士論文,民國九十四年六月。
34.邱逢琛、曾國正,“船舶操縱性能之研究”,中國造船股份有限公司,民國七十七年。
35.邱皓政,“量化研究法(二)”,雙葉書廊,民國九十四年。
36.財團法人聯合船舶設計發展中心(USDDC),“開發船舶操縱及數值參數資料庫研究案”, 期末報告,國立臺灣海洋大學操船模擬中心委託案,民國九十五年。
37.財團法人聯合船舶設計發展中心(USDDC),“船舶操縱模擬原型機及數模資料庫研究”, 期末報告,國立臺灣海洋大學操船模擬中心委託案,民國九十六年。
38.黃信格,“虛擬實境應用於船舶操縱之研究”,國立成功大學造船暨船舶機械工程研究所碩士論文,民國八十八年六月。
39.黃裕哲,“雙?雙舵船舶操縱運動模擬與性能分析之研究”,國立臺灣大學工程科學及海洋工程學研究所碩士論文,民國九十二年六月。
40.許嘉修,“波浪中船體運動之虛擬實境操縱模擬”,國立成功大學造船暨船舶機械工程研究所碩士論文,民國九十一年六月。
41.曾慶耀,“數學模式與船舶運動方程式”,海運學報第三期,民國八十四年。
42.曾慶耀,“船舶迴旋運動分析”,第十四屆全國技術及職業教育研討會論文集,民國八十八年。
43.曾慶耀,林港富,“船舶操縱非線性動態分析”,中國造船暨輪機工程學刊,第十九卷,第一期,民國八十九年。
44.廖坤靜,“航海力學”,中華民國海事學會,民國八十八年八月。
45.歐陽立仁,“船舶操縱性能預估及量測方法之研究”,國立成功大學造船暨船舶機械工程研究所碩士論文,民國八十六年六月。
46.羅志宏,“船舶在波浪中之非線性運動操控模式之探討”,國立成功大學系統及船舶機電工程學系博士論文,民國九十五年七月。
47.國立臺灣海洋大學操船模擬中心,http://ind.ntou.edu.tw/~ccfanglab/html/facility.htm.
48.國立高雄海洋科技大學商船船員訓練中心, http://203.64.171.164/main.php.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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