1. 研究目的与意义（文献综述）

三峡升船机全线总长约5000米，船厢室段塔柱建筑高度146米，最大提升高度为113米、最大提升重量超过1.55万吨，承船厢长132米、宽23.4米、高10米。三峡升船机承载船型的设计定位主要适应3000吨级大型客轮、旅游船，及部分运送鲜活快速物资货船。运营后，这类船舶过坝时间由通过永久船闸的3.5小时缩短为约40分钟。投入运行后，三峡升船机为客货轮和特种船舶提供了快速过坝通道，大大缓解了三峡枢纽通过能力不足与日益增长的长江上下游水运量之间的矛盾。但是，在船进升船机船厢的过程中，由于受到船厢水深和宽度的限制，船体会受到明显的岸壁效应和浅水效应，即产生偏航力和力矩，在很大程度上影响船舶的安全航行。近年来，客船事故时有发生，引起了社会各界人士的广泛关注，而三峡升船机服务的主要对象为客船，这就使得研究船舶在进升船机船厢时受到的水动力变得尤为重要。本文主要通过船舶运动建模与仿真计算，对船舶受到的水动力进行预报，为船舶安全地进入三峡升船机提供一些指导建议。

通过国内外学者不懈的努力，目前船舶运动建模的理论计算方法已日趋完善。戴维森等人于1946年首次提出船舶操纵运动方程。1967年，日本的数学模型小组(简称MMG小组)通过对约束船模的大量试验，终于得出了“分离式水动力数学模型”，即MMG模型，建立了船、桨、舵的水动力导数的计算以及这三者之间的相互干扰的影响。当然，有时也会将船、桨和舵三者（欧美学派的整体模型）或其中两两进行组合进行实验研究水动力导数。近年来，随着内河航运的不断发展，国内外越来越多的专家学者开始着手研究内河船舶等限制航道的操纵运动，并且利用计算机仿真技术（MATLAB 等）来模拟岸壁效应对船舶运动状态的影响。

2. 研究的基本内容与方案

1）操纵运动数学模型建立

当前，船舶操纵运动数学模型的建立方法有两种，即欧美用的比较多的整体模型与日本的mmg分离模型。两种模型各有其优缺点，整体模型的精确度较高，但成本较大，且一些高阶的水动力导数的物理意义不明确,不能直接应用于另一条船；而分离模型中各项水动力导数的物理意义都很明确，并且经过多年的研究，提出了不少的经验公式来计算船体上的水动力以及舵和桨的作用力。由于条件所限，本文采用mmg分离模型，主要采用经验公式来计算水动力，结果的精度无法控制，但仍应能对船舶的操纵运动作一个粗略的预报。

2）深水中船、桨、舵各自水动力计算

3. 研究计划与安排

第1周：通过调研，收集资料，对毕业设计论文内容进行思考，撰写完成开题报告、布置外文资料翻译任务，提交开题报告。

第2-3周：建立进出三峡升船机船厢操纵运动数学模型，提交进出三峡升船机船厢操纵运动数学模型报告。

第4-5周：参考相关文献资料计算方法，对考虑浅水及宽度限制的船舶操纵运动水动力进行计算，提交操纵运动水动力计算报告。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]陆冬青，黄志清，郑云明.船舶操纵运动仿真中船舶碰岸检测研究.船舶工程,2015.

[2]付卫华.船舶操纵运动数值模拟[d].武汉:武汉理工大学,2003.38-51.

[3]王宗才.船舶受限水域岸壁效应仿真研究:[硕士学位论文].大连海事大学，2008.