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📖 MarIn 工具箱介绍

MarIn​(全称 Marine Installation)是一款基于 ​​MATLAB/Simulink​​ 平台开发的​​开源模块化风机叶片安装仿真工具箱​​,专为海洋工程中的​​控制设计​​需求而优化。通过与 ​​MSS(Marine Systems Simulator)工具箱​​协同工作,MarIn 能够高精度模拟多种复杂海上作业场景,为浮式或固定式安装船的风机叶片吊装过程提供动态仿真支持。

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Overview of MarIn toolbox

🔧 核心特性

  • MATLAB/Simulink 接口:无缝集成 Simulink 环境,支持模块化拖拽建模与自定义控制算法设计。
  • 开源与面向对象:代码公开且采用面向对象编程(OOP),便于用户扩展或修改模型(如缆绳、吊钩、叶片等组件)。
  • 多场景兼容性
    • 支持浮式与固定式安装船的动力学模拟。
    • 集成湍流风场模型,可导入 HAWC2/FAST 的气动系数数据。
    • 兼容 MSS 工具箱,实现海洋系统联合仿真。
  • 验证保障:提供代码到代码(Code-to-Code)验证,确保仿真结果的可靠性。
  • 应用广泛性:已被挪威科技大学(NTNU) 等多所高校及研究机构用于教学与科研项目。

📦 工具箱模块组成

MarIn 包含以下关键物理组件模型:

  • 吊装系统:钢丝绳、吊钩、叶片。
  • 环境载荷:风场(含湍流模型)、波浪、海流。
  • 船舶系统:起重机、船舶运动响应(浮式/固定式)。
  • 控制模块:主动升沉补偿器(Active Heave Compensation)、低高度提升系统等。

💡 使用建议

  • 适用于海洋工程、控制科学、风电技术等领域的研究与教学。
  • 推荐与 MSS 工具箱配合使用以解锁完整海洋环境仿真能力。
  • 支持用户基于模块化结构进行二次开发,例如集成新的控制算法或船舶模型。

𖣘 应用案例:

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固定式风机单叶片安装
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漂浮式风机双体船-抱桩器整机一体化安装
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漂浮式风机多索协同整机一体化安装

📥 获取与使用

✅ 引用格式

如果您在研究中使用了 MarIn 工具箱,请引用以下文献:

Zhengru Ren, Zhiyu Jiang, Roger Skjetne, Zhen Gao (2018). Development and application of a simulator for Offshore Wind Turbine Blades Installation. Ocean Engineering, 166:380-395

任政儒
Authors
副教授