船舶橫搖運(yùn)動(dòng)特性研究.pdf

1、航行于海洋中的船舶,在風(fēng)浪流等外在激勵(lì)的擾動(dòng)作用下將產(chǎn)生搖蕩運(yùn)動(dòng)。搖蕩運(yùn)動(dòng)對(duì)船舶的航行安全及營(yíng)運(yùn)效率都會(huì)產(chǎn)生不利的影響,當(dāng)搖蕩幅度過(guò)大時(shí)甚至導(dǎo)致船舶傾覆事故。橫搖運(yùn)動(dòng)是海上航行船舶最常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式,也是最危險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)模態(tài),船舶傾覆大多都是由于橫搖運(yùn)動(dòng)幅度過(guò)大引起的。
　　橫搖是船舶穩(wěn)性及耐波性研究領(lǐng)域中一個(gè)非常重要、非常復(fù)雜的課題。早期的專(zhuān)家學(xué)者研究船舶搖擺運(yùn)動(dòng)的理論基礎(chǔ)是線性理論,但這種方法忽略了船舶搖蕩運(yùn)動(dòng)中的非線性因素,有很大

2、的局限性,無(wú)法對(duì)某些船舶的突然傾覆現(xiàn)象作出滿意的解釋。近年來(lái)隨著非線性動(dòng)力學(xué)理論的不斷發(fā)展及計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,人們開(kāi)始采用非線性動(dòng)力學(xué)的理論來(lái)研究船舶的大幅橫搖運(yùn)動(dòng)及傾覆機(jī)理。
　　如何運(yùn)用非線性動(dòng)力學(xué)理論來(lái)解釋、預(yù)報(bào)和控制船舶在實(shí)際海況下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),避免艦船傾覆事故的發(fā)生,已成為船舶運(yùn)動(dòng)理論研究中亟待解決的課題。對(duì)船舶橫搖運(yùn)動(dòng)性能的研究,對(duì)于揭示船舶傾覆機(jī)理、運(yùn)動(dòng)狀念預(yù)報(bào)及減搖裝置研發(fā)等方面都有著非凡的意義。本文運(yùn)用船舶

3、靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、耐波性理論以及流體力學(xué)等相關(guān)理論,重點(diǎn)探究了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:
　　(1)探討船舶在正橫規(guī)則波中的線性橫搖運(yùn)動(dòng)特性,運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析方法,總結(jié)船舶在隨機(jī)不規(guī)則波中線性橫搖統(tǒng)計(jì)特性預(yù)報(bào)的基本方法;
　　(2)考慮阻尼力矩的非線性和恢復(fù)力矩的非線性,建立船舶在正橫規(guī)則波中非線性橫搖運(yùn)動(dòng)方程,運(yùn)用多尺度法,求出該非線性方程在主共振情況下的近似解析解,并實(shí)例驗(yàn)證該解析解的有效性,分析該系統(tǒng)的一階近似幅頻響應(yīng)函數(shù),探究突