船舶運(yùn)動的理論預(yù)報與研究.pdf

1、船在波浪中的搖擺運(yùn)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(yùn)動是船舶耐波性的一個基本組成部分,而且搖蕩運(yùn)動對于整個耐波性能起著重要作用.理論上研究搖擺運(yùn)動的方法主要?dú)w結(jié)于列出、分析和解出各不同搖擺運(yùn)動的微分方程式.要精確地估計(jì)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(jìn)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(yùn)

2、動的研究,并給出相應(yīng)的結(jié)果,但由于有些耦合項(xiàng)在數(shù)量上相對地較小,因此實(shí)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(yùn)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(yùn)動.各自由度運(yùn)動之間是耦合作用的.但通常認(rèn)為進(jìn)退運(yùn)動不與其它運(yùn)動模式耦合,而認(rèn)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(yùn)動,后者稱為橫向運(yùn)動.本文中就針對這五個自由度的運(yùn)動按縱向耦合運(yùn)動和橫向耦合運(yùn)動進(jìn)行

3、了研究和預(yù)報.首先建立了耦合運(yùn)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(shí)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(jì)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(shí)船在波浪中的幅值響應(yīng)及其加速度響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算研究和分析,將其與已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論結(jié)果進(jìn)行比較,還將各計(jì)算結(jié)果與幾種經(jīng)驗(yàn)方法如考瑙萊方法、有限元法、Fr