船舶隨機(jī)縱浪中非線性橫搖及傾覆機(jī)理研究.pdf

1、隨浪中船舶的參數(shù)激勵(lì)橫搖運(yùn)動(dòng)，可以引起船舶的不穩(wěn)定橫搖，是隨浪中船舶傾覆的主要原因之一。本文旨在研究隨機(jī)隨浪情況下，由于參數(shù)激勵(lì)引起的大幅橫搖運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力特性，揭示隨機(jī)隨浪中船舶傾覆機(jī)理。 本文用能量方法提出了基于自由橫搖曲線確定非線性阻尼系數(shù)的方法，此方法的最大優(yōu)點(diǎn)是不需要事先確定阻尼的準(zhǔn)確形式，并且可以滿足大角度橫搖下回復(fù)力矩強(qiáng)非線性的要求。本文考察了線性項(xiàng)加立方項(xiàng)和線性項(xiàng)加平方項(xiàng)兩種橫搖阻尼的表達(dá)形式，比較了計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)

2、據(jù)的差異。根據(jù)15000噸集裝箱船的船模實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到了集裝箱船的非線性橫搖阻尼系數(shù)。 考慮縱搖、升沉及波浪對(duì)穩(wěn)性高度變化的影響，將船舶穩(wěn)性高度GM作為時(shí)域變化的隨機(jī)參數(shù)激勵(lì)，建立了船舶在隨機(jī)隨浪航行情況的參數(shù)激勵(lì)橫搖運(yùn)動(dòng)微分方程。根據(jù)長(zhǎng)150m、寬27m的集裝箱船的型線，求出了隨浪中的穩(wěn)性高度與靜水中穩(wěn)性高度的差值，該差值為波面形狀及縱搖和升沉運(yùn)動(dòng)的函數(shù)。采用ITTC雙參數(shù)波浪譜，將有義波高為10m、12m和18m的三種不同隨

3、機(jī)波分別分解為一系列規(guī)則波的迭加，根據(jù)切片理論求出每種規(guī)則波激勵(lì)下船舶的升沉和縱搖運(yùn)動(dòng)。將不同規(guī)則波影響下穩(wěn)性高度變化量迭加，求出不同隨機(jī)波作用下船舶橫搖運(yùn)動(dòng)的參數(shù)激勵(lì)值?？紤]初始橫搖角為3°及定常風(fēng)作用下發(fā)生5°永傾角，計(jì)算隨機(jī)參數(shù)激勵(lì)下船舶的時(shí)域橫搖運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。計(jì)算表明，在大幅隨機(jī)波作用下，集裝箱船橫搖角達(dá)到30°以上，而在穩(wěn)定橫風(fēng)和有義波高為18m的隨浪作用下，船舶發(fā)生傾覆。計(jì)算結(jié)果顯示了隨機(jī)隨浪對(duì)船舶橫搖和傾覆的重要影響。