作为拖轮模拟器的理论基础,拖轮作业数学模型的精度与否直接影响了拖轮模拟器是否贴合实际。目前国内研究主要集中在拖轮拖带作业和拖轮顶推作业中,对于拖轮傍拖作业却少有探讨。并且在广泛应用的分离型数学模型中,关于其中水动力导数的求取多采用经验公式法,难免存在误差。故基于以上几点,本文建立了拖轮傍拖大型油轮的四自由度数学模型,以望后续加入到拖轮模拟器中,以完善拖轮模拟器的作业工况。所做工作如下:(1)基于MMG分离建模思想,对全回转式(Azimuth Stern Drive,ASD)拖轮和大型油轮进行四自由度运动数学模型的建立。加入了海风、海流和波浪干扰力数学模型,并在环境干扰力作用下进行操纵运动仿真。(2)利用AutoCAD软件提取拖轮型线图剖面线坐标数据,将其导入UG软件中,建立拖轮的几何模型。运用计算流体力学的前处理软件ICEMCFD进行船舶整体网格划分,并利用FLUENT软件对船舶整体直航阻力进行计算,以取代经验公式求解水动力导数的传统方法,提高模型仿真的精确程度。(3)利用VS2013编程软件,对所建立的拖轮傍拖作业的数学模型进行模拟仿真平台的搭建。以满载状态下的大型油轮"KVLCC2"和ASD拖轮"连港21"为仿真对象,并利用建立好的仿真平台分别对"KVLCC2"进行左右旋回仿真实验、正负10度的Z型仿真试验,将仿真结果与船模试验结果相对比,以检验所建立数学模型的准确性。同时利用所建立的仿真平台进行拖轮傍拖作业的不同工况下的模拟仿真,以检验船舶数学模型的实用性。