船舶運動的理論預(yù)報與研究.pdf

1、船在波浪中的搖擺運動是船受海浪擾動后的一個重要物理現(xiàn)象.它們直接影響船在波浪中的航速、甲板上的浪和船體彎矩甚至船舶傾覆等其它物理現(xiàn)象,因此,船舶在波浪中的搖擺運動是船舶耐波性的一個基本組成部分,而且搖蕩運動對于整個耐波性能起著重要作用.理論上研究搖擺運動的方法主要歸結(jié)于列出、分析和解出各不同搖擺運動的微分方程式.要精確地估計船和流體之間的相互作用,將造成數(shù)學(xué)上的很大困難.盡管有人進行了船在斜浪情況下六個自由度或五個自由度耦合的船體搖擺運

2、動的研究,并給出相應(yīng)的結(jié)果,但由于有些耦合項在數(shù)量上相對地較小,因此實用上總是采取一系列的簡化假設(shè),使其僅針對幾個最簡單耦合情況的搖擺運動.對于船以不變的航速U與規(guī)則波成任意角u遭遇時,作為剛體的船一般有六個自由度的振蕩運動.各自由度運動之間是耦合作用的.但通常認為進退運動不與其它運動模式耦合,而認為縱搖和升沉耦合,橫搖、橫蕩和首尾搖耦合.前者稱為縱向運動,后者稱為橫向運動.本文中就針對這五個自由度的運動按縱向耦合運動和橫向耦合運動進行

3、了研究和預(yù)報.首先建立了耦合運動方程,方程中附加質(zhì)量系數(shù)、阻尼系數(shù)、擾動力及力矩是二維線性理論求出的,按福爾廷森、塞爾維遜、塔克等切片理論得到三維實船的附加質(zhì)量系數(shù)、阻尼系數(shù)、擾動力及力矩.剖面上水動力系數(shù)按劉易斯剖面法計算得到.波浪外載荷按線性艾立波理論及其繞射波理論得到.文中對幾條實船在波浪中的幅值響應(yīng)及其加速度響應(yīng)進行了計算研究和分析,將其與已有的實驗結(jié)果和理論結(jié)果進行比較,還將各計算結(jié)果與幾種經(jīng)驗方法如考瑙萊方法、有限元法、Fr