基于一致性時域切片理論的參數(shù)橫搖數(shù)值模擬研究.pdf

1、船舶參數(shù)橫搖屬于船舶穩(wěn)定性問題，它極大的威脅著海上航運安全。本文提出了兩種預(yù)報參數(shù)橫搖發(fā)生的理論模型?；谙柗匠蹋℉ill Equation）的單自由度預(yù)報模型為簡化的理論模型，本論文基于該模型研究了參數(shù)共振（Parametric Resonance）背后的物理機理，為進(jìn)一步開發(fā)更為復(fù)雜的船舶參數(shù)橫搖預(yù)報方法提供了理論指導(dǎo)。第二種參數(shù)橫搖預(yù)報模型為弱非線性方法，它直接求解3自由度的垂蕩-橫搖-縱搖耦合方程，在該模型中流體載荷的非線性主

2、要來源于入射波浪力和靜水恢復(fù)力，即入射波浪力和靜水回復(fù)力在瞬時濕表面求解，抓住了參數(shù)橫搖發(fā)生的主要因素；輻射力和繞射力保持線性并用脈沖響應(yīng)函數(shù)表示。盡管該時域輻射力模型在實際中被廣泛的使用，但是其理論體系中尚有不合理之處，會對運動響應(yīng)產(chǎn)生很大的影響。在本論文中，對基于STF方法以及 Cummins方法的頻域轉(zhuǎn)時域的脈沖響應(yīng)函數(shù)法進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析和推導(dǎo)，建立了一致的頻時轉(zhuǎn)換理論，確保了頻時轉(zhuǎn)換后輻射力的一致性，并對其進(jìn)行了驗證。本文基

3、于后一種預(yù)報模型對 C11集裝箱船在迎浪規(guī)則波和不規(guī)則波中進(jìn)行了參數(shù)橫搖的數(shù)值模擬。對規(guī)則波中的參數(shù)橫搖數(shù)值模擬，分別考察了阻尼、波高對預(yù)報結(jié)果的影響，且數(shù)值模擬結(jié)果和實驗值吻合較好，同時也驗證了數(shù)值模擬中硬化現(xiàn)象的存在；對不規(guī)則波中的參數(shù)橫搖進(jìn)行了統(tǒng)計分析，系統(tǒng)的討論了隨機數(shù)、模擬時長等對不規(guī)則波中參數(shù)橫搖數(shù)值模擬的影響，并討論其實際的非各態(tài)歷經(jīng)性。數(shù)值模擬結(jié)果也表明不規(guī)則波中的參數(shù)橫搖現(xiàn)象發(fā)生過后便會消失，距離下次發(fā)生可能會間隔很長