船舶隨機縱浪中非線性橫搖及傾覆機理研究.pdf

1、隨浪中船舶的參數(shù)激勵橫搖運動，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。本文旨在研究隨機隨浪情況下，由于參數(shù)激勵引起的大幅橫搖運動的動力特性，揭示隨機隨浪中船舶傾覆機理。 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)點是不需要事先確定阻尼的準確形式，并且可以滿足大角度橫搖下回復力矩強非線性的要求。本文考察了線性項加立方項和線性項加平方項兩種橫搖阻尼的表達形式，比較了計算結果與實驗數(shù)

2、據(jù)的差異。根據(jù)15000噸集裝箱船的船模實驗結果，得到了集裝箱船的非線性橫搖阻尼系數(shù)。 考慮縱搖、升沉及波浪對穩(wěn)性高度變化的影響，將船舶穩(wěn)性高度GM作為時域變化的隨機參數(shù)激勵，建立了船舶在隨機隨浪航行情況的參數(shù)激勵橫搖運動微分方程。根據(jù)長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動的函數(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)則波激勵下船舶的升沉和縱搖運動。將不同規(guī)則波影響下穩(wěn)性高度變化量迭加，求出不同隨機波作用下船舶橫搖運動的參數(shù)激勵值。考慮初始橫搖角為3°及定常風作用下發(fā)生5°永傾角，計算隨機參數(shù)激勵下船舶的時域橫搖運動響應。計算表明，在大幅隨機波作用下，集裝箱船橫搖角達到30°以上，而在穩(wěn)定橫風和有義波高為18m的隨浪作用下，船舶發(fā)生傾覆。計算結果顯示了隨機隨浪對船舶橫搖和傾覆的重要影響。