Luận án Tiến sĩ Ngành Khoa học Hàng hải – NCS Đỗ Thành Sen

1. Tên đề tài: Nghiên cứu phát triển mô hình toán học thích ứng việc mô phỏng chuyển động tàu nhiều loại thiết bị đẩy

2. Tên tác giả: Đỗ Thành Sen

3. Chuyên ngành: Khoa học hàng hải – mã số: 9840106

4. Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Cảnh Vinh

5. Cơ sở đào tạo: Đại học giao thông vận tải thành phố Hồ Chí Minh

Công ước STCW 1978 và sửa đổi năm 2010 nhận thức được tầm quan trọng và qui định việc tăng cường sử dụng mô phỏng buồng lái trong đào tạo nghiệp vụ hàng hải. Trong thực tiễn hiện nay, ngoài yêu cầu luật định, nhu cầu đào tạo bằng mô phỏng trên thế giới cũng trở nên cấp thiết đòi hỏi các cơ sở đào tạo hàng hải phải trang bị mô phỏng buồng lái có khả năng mô hình hóa các loại tàu có thiết bị đẩy khác nhau. Ngoài ra, hệ thống mô phỏng buồng lái còn có thể khai thác trong việc nghiên cứu tính khả thi của công tác điều động tàu. Ứng dụng này có thể áp dụng đối với các tàu bè hiện hữu cũng như trong giai đoạn thiết kế. Để thực hiện, cần phải thiết lập mô hình toán chuyển động của tàu phù hợp và đáp ứng độ chính xác cho từng tàu cụ thể. Do vậy, đề tài “Nghiên cứu phát triển mô hình toán học thích ứng việc mô phỏng chuyển động tàu nhiều thiết bị đẩy” là cần thiết.

Phát triển mô hình toán và thuật toán mô phỏng cho chuyển động của các mô hình tàu biển. Kết quả nghiên cứu phải đáp ứng: Mô phỏng chuyển động tàu biển 6 bậc tự do và chuyển động theo thời gian thực; giải quyết được thuật toán chuyển động của tàu chân vịt phi truyền thống; thuật toán giúp xây dựng, phát triển nhanh chóng các mô hình tàu mới; mô hình toán đảm bảo tính năng điều động của tàu trên mô phỏng. Về ứng dụng: Kết quả của đề tài có thể áp dụng để phát triển các mô hình tàu mới cho các hệ thống mô phỏng buồng lái hiện hữu và có thể áp dụng cho công tác nghiên cứu ứng dụng về sau.

Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là mô hình toán và thuật toán mô phỏng chuyển động tàu thủy. Phạm vi nghiên cứu tập trung các mô hình toán ứng dụng cho các hệ thống mô phỏng buồng lái tại Việt Nam, đồng thời cũng mở rộng cho các hệ thống mô phỏng trên thế giới.

Dùng các phương pháp, số liệu tính toán và thực nghiệm của các công trình nghiên cứu trước đây làm cơ sở nghiên cứu đánh giá nhằm đưa ra phương pháp tính toán phù hợp; Dùng máy tính để số hóa, hàm hóa các số liệu, tính toán các thành phần lực và mô phỏng bằng máy tính. Ứng dụng máy tính sử dụng chủ yếu trong nghiên cứu là phần mềm Matlab.
Trong thời gian thực hiện đề tài, nghiên cứu sinh cũng đã khai thác và nghiên cứu trực tiếp hệ mô phỏng K-Sim (phiên bản mới nhất v.2.4) của hãng Kongsberg tại Horten, Na Uy và tại trung tâm mô phỏng Maritime Centres of Excellence (Simwave), tại Barendercht, Hà Lan. Kết quả nghiên cứu được kiểm nghiệm đánh giá trực tiếp trên các hệ mô phỏng này.

Đề tài sử dụng các phương pháp: Phân tích và tổng hợp lý thuyết, tài liệu khoa học: phân tích các tài liệu lý thuyết về động lực học (dynamics), thủy động lực (hydrodynamics), thủy tĩnh (hydrostatics), mô hình toán tàu biển trong và ngoài nước kết hợp đánh giá các kết quả thực nghiệm khoa học của các công trình khoa học trên thế giới từ đó tổng hợp và đề xuất phương án giải quyết các yêu cầu đặt ra; Giải tích: Dùng lý thuyết vật lý cơ bản, toán học và thủy động học để phân tích và xây dựng các công thức toán nhằm dự đoán các tham số cần thiết; Mô hình hóa: Thiết lập thuật toán mô hình tàu biển để xây dựng phần mềm đánh giá kết quả nghiên cứu. So sánh và phân tích thực nghiệm khoa học: Xây dựng phần mềm để đánh giá tính hợp lý của mô hình toán học so với các thông số thiết kế, chế tạo và thực nghiệm.

Đề tài góp phần hoàn thiện mô hình toán chuyển động tàu chi tiết cho các thành phần của hệ phương trình vi phân 6 bậc tự do và mô phỏng chuyển động thời gian thực. Về thực tiễn : Các mô hình toán của các hệ thống mô phỏng buồng lái trên thế giới đã được thiết lập từ những mô hình tàu đơn giản và phát triển lên cho những mô hình tàu phức tạp. Tuy nhiên, trên thực tế việc phát triển các mô hình toán của tàu trong mô phỏng đã gặp nhiều giới hạn, chủ yếu là phát triển trên cơ sở 3 hoặc 4 bậc tự do. Hiện nay, các hệ thống mô phỏng tại Việt Nam của các trường và trung tâm đào tạo hàng hải cũng có tình trạng tương tự. Nội dung nghiên cứu của đề tài có thể bổ sung lý thuyết cải tiến các mô hình toán trong các hệ thống mô phỏng buồng lái hiện hữu.

Luận án gồm 115 trang A4 (không kể phụ lục) và thứ tự các phần như sau: Mở đầu; nội dung (chia thành 4 chương); kết luận và đề xuất; danh mục các công trình khoa học đã công bố liên quan đến luận án (09 bài báo và 06 dự án nghiên cứu khoa học ứng dụng); tài liệu tham khảo (80 tài liệu) và phụ lục (02 phụ lục).

Luận án NCS Đỗ Thành Sen xem tại đây

Tài liệu Tóm tắt, thông tin Luận án NCS Đỗ Thành Sen xem tại đây