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K. J. Spyrou 《Journal of Marine Science and Technology》1995,1(1):24-36
The behavior of a ship encountering large regular waves from astern at low frequency is the object of investigation, with a parallel study of surf-riding and periodic motion paterns. First, the theoretical analysis of surf-riding is extended from purely following to quartering seas. Steady-state continuation is used to identify all possible surf-riding states for one wavelength. Examination of stability indicates the existence of stable and unstable states and predicts a new type of oscillatory surf-riding. Global analysis is also applied to determine the areas of state space which lead to surf-riding for a given ship and wave conditions. In the case of overtaking waves, the large rudder-yaw-surge oscillations of the vessel are examined, showing the mechanism and conditions responsible for loss of controllability at certain vessel headings.List of symbols
c
wave celerity (m/s)
-
C(p)
roll damping moment (Ntm)
-
g
acceleration of gravity (m/s2)
-
GM
metacentric height (m)
-
H
wave height (m)
-
I
x
,I
z
roll and yaw ship moments of inertia (kg m2)
-
k
wave number (m–1)
-
K
H
,K
W
,K
R
hull reaction, wave, rudder, and propeller
-
K
p
forces in the roll direction (Ntm)
-
m
ship mass (kg)
-
n
propeller rate of rotation (rpm)
-
N
H
,N
W
,N
R
hull reaction, wave, rudder, and propeller
-
N
P
moments in the yaw direction (Ntm)
-
p
roll angular velocity (rad/s)
-
r
rate-of-turn (rad/s)
-
R(,x)
restoring moment (Ntm)
-
Res(u)
ship resistance (Nt)
-
t
time (s)
-
u
surge velocity (m/s)
-
U
vessel speed (m/s)
-
v
sway velocity (m/s)
-
W
ship weight (Nt)
-
x
longitudinal position of the ship measured from the wave system (m)
-
x
G
,z
G
longitudinal and vertical center of gravity (m)
-
x
S
longitudinal position of a ship section (S), in the ship-fixed system (m)
-
X
H
,X
W
,X
R
hull reaction, wave, rudder, and propeller
-
X
P
forces in the surge direction (Nt)
-
y
transverse position of the ship, measured from the wave system (m)
-
Y
H
,Y
W
,Y
R
hull reaction, wave, rudder, and propeller
-
Y
p
forces in the sway direction (Nt)
-
z
Y
vertical position of the point of action of the lateral reaction force during turn (m)
-
z
W
vertical position of the point of action of the lateral wave force (m)
Greek symbols
angle of drift (rad)
-
rudder angle (rad)
-
wavelength (m)
-
position of the ship in the earth-fixed system (m)
-
water density (kg/m3)
-
angle of heel (rad)
-
heading angle (rad)
-
e
frequency of encounter (rad/s)
Hydrodynamic coefficients
K
roll added mass
-
N
v
,N
r
yaw acceleration coefficients
-
N
v
N
r
N
rr
N
rrv
,N
vvr
yaw velocity coefficients K. Spyrou: Ship behavior in quartering waves
-
X
u
surge acceleration coefficient
-
X
u
X
vr
surge velocity coefficients
-
Y
v
,Y
r
sway acceleration coefficients
-
Y
v
,Y
r
,Y
vv
,Y
rr
,Y
vr
sway velocity coefficients
European Union-nominated Fellow of the Science and Technology Agency of Japan, Visiting Researcher, National Research Institute of Fisheries Engineering of Japan 相似文献
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燃油成本在班轮运营总成本中占有很大比重,燃油补给是影响航运公司班轮运营成本和效益的一项重要决策.基于航速调整策略,以班轮运营总成本最小化为目标,建立燃油补给混合整数非线性规划模型,运用分段线性逼近法对燃油消耗函数进行线性化处理,并设计了求解算法步骤.实例分析验证了模型和求解方法的有效性.结果表明,在航运市场需求低迷的情况下,船舶更适宜采取较低的航速,采取灵活的加油港策略或放宽船舶到港时间窗限制,能更为有效地降低燃油成本. 相似文献
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针对智能船舶研发的风险问题,在介绍智能船舶的概念及智能船舶特点的基础上,通过系统分析智能船舶研发的各种风险,着重从技术和财务2个方面分析风险的因素,提出风险控制的相关对策和措施,为我国企业研发智能船舶进行风险控制提供参考. 相似文献
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液化天然气(LNG)船的船体极限强度是衡量其安全性及环境适应性的重要指标。LNG船在受到撞击损伤后的安全性,不仅取决于船体结构的剩余极限强度,还取决于其围护系统中的绝缘箱能否在船体损伤状态下承受结构变形所引起的应力载荷。利用有限元数值仿真技术和ABAQUS软件,建立LNG船液舱围护系统以及舱段的有限元模型,模拟LNG船舷侧受撞击场景。在碰撞损伤基础上,对含有液舱围护系统的LNG船舱段开展极限强度研究,获取LNG船舱段结构的极限承载能力。研究发现在船体达到极限强度状态之前,液舱围护系统不会失效。 相似文献