Magnus旋转式减摇装置是一种新型的船舶减摇装置,在低航速甚至零航速下具有很好的减摇效果。另外,Magnus旋转式减摇装置还具有体积小,重量轻,结构简单,安装方便,驱动功率小等优点,因此,该装置在船舶减摇方面具有很好的应用前景。目前将Magnus旋转式减摇装置应用于实践的主要是国外几家公司,国内对Magnus旋转式减摇装置的研究还属空白。因此,开展对Magnus旋转式减摇装置的水动力分析、结构设计以及控制特性的研究具有十分重要而深远的意义。本论文的主要研究内容为:对Magnus旋转式减摇装置的减摇原理进行理论分析,并对该装置进行水动力数值仿真,分析影响水动力的因素,建立系统各部分的数学模型,并对随动系统进行分析与校正,仿真并分析整个系统的控制特性。本研究主要进行如下工作:首先,对国内外一些应用广泛的减摇装置进行了减摇原理及减摇效果分析,介绍了Magnus旋转式减摇装置的国外研究现状,分析了 Magnus效应原理,对其产生升力和阻力的机理进行了理论推导,讨论了 Magnus旋转式减摇装置的水动力特性。其次,利用流体力学软件对Magnus旋转式减摇装置进行了建模以及水动力数值仿真,根据仿真结果分析雷诺数、转速、航速以及转速比对升力特性、阻力特性以及升阻比的影响,着重讨论了航速固定时,转速对Magnus旋转式减摇装置升力的影响及其变化规律。根据船舶的海浪扰动、横摇运动、随动系统以及减摇装置分别构建各部分的数学模型。最后,根据美国Quantum公司推出的Maglift型“Magnus效应回转轴”减摇装置的其中一种类型,给出了与之相适应的目标船的船体参数和相匹配的Magnus旋转式减摇装置的参数;分析了 Magnus旋转式减摇装置减摇控制系统各部分的构成,确定了随动系统各元件的参数,并对随动系统的的控制性能进行了分析与校正;最后根据已推导建立的系统各组成部分的数学模型,在Matlab/Simulink中搭建Magnus旋转式减摇装置减摇系统的仿真模型,并对不同航速,不同海况和遭遇角下Magnus旋转式减摇装置减摇效果进行仿真分析。仿真结果表明,该减摇控制系统在低航速下有明显的减摇效果。