内河船舶横摇角计算

介绍内河船舶横摇角计算方法，这个方法是对长江水系船舶横摇角计算的修正和推广，并已被“内河船舶稳性规范”所采用。     

工程船舶作业力矩作用下的横摇运动

应用时域分析法求得了工程船舶在作业力矩作用下的横摇脉冲响应函数，应用１２艘工程船模型横摇水动力系数试验值，计算了横摇响应的运动历程，为此类船舶的横遥角计算和设计提供了依据。     

倾斜船舶在随机海浪中的生存概率分析

应用安全池思想研究随机海浪中倾斜船舶大幅横摇运动及倾覆概率问题．船舶横摇运动微分方程充分考虑了船舶阻尼和恢复力的非线性以及海浪激励的随机性．应用谐加速度方法求解船舶非线性横摇运动微分方程．绘制了船舶在不同倾斜角下的安全池，并据此得出了船舶的安全概率．研究表明：倾斜角对船舶的稳性影响很大，在同等激励下，倾斜角越大，船舶的安全池面积越小，倾斜船舶在较小的海浪激励下就可以倾覆。     

高速集装箱船舶在海浪中的安全性研究

理论计算方法预报高速集船舶在波浪中的运动规律，讨论船速，波浪 遭遇角及波浪周期对船舶产生剧烈运动的影响和导致高速船在斜浪航行中经以大的横摇运动的原因根据研究，提出确保高速集装箱船舶在海浪中安全航行的具体措施。     

可控被动式减摇水舱的建模与气阀控制规律研究

基于查德惠克被动式减摇水舱理论,分别建立了单侧气阀和两侧气阀控制的可控被动式减摇水舱系统数学模型.推导了最佳相位关系和气阀控制规律的理论依据,对不规则波作用下的可控被动式减摇水舱系统进行了仿真研究.仿真结果表明,水舱内水的流动与船舶横摇运动基本符合最佳相位关系,气阀控制规律是可行的.通过对单侧或者两侧气阀进行控制,都能够使水舱内水流的振荡周期及时地适应变化的横摇周期.两侧气阀控制的减摇效果要优于单侧气阀控制.     

关于船舶参激横摇船模试验的数据分析

对参激横摇船模试验的数据进行了分析，结果表明：船舶在不同吃水时，或具有不同船型的船舶都有可能出现参数共振现象；参数共振横摇的摇幅可能比主共振横摇摇幅更大，但其频率范围较窄；参激横摇幅频响应曲线具有某些非线性特征，如曲线的倾斜和跳跃现象，这与理论分析是一致的．试验结果还表明该项试验可重复进行，在试验中采用柱形船模有一定的合理性．     

横摇加速度与船舶安全

分析横摇加速度对船舶航行或作业安全的影响，并探讨了保障船舶航行安全的技术防范措施。     

风帆助航船舶运动模型

分析了处于复杂环境下的风帆受力,给出了风帆在最佳攻角下的受力函数。基于船舶运动与主机转速之间的耦合关系,得出了船舶主机输出转矩与油门杆位置的拟合函数。以76 000DWT大型远洋散货船"文竹海"号为研究对象,根据实船参数建立了4自由度的风帆助航船舶运动模型。仿真结果表明:添加风帆后船舶速度增大,横摇角减小,但偏航增加。添加风帆后,在相同时间内船舶行驶的里程、最佳攻角下的船速与横摇幅度都随风速的增大而增大,但横摇角小于15°,在安全范围之内。可见,船舶运动模型符合实际船舶运动规律,是有效的。     

波浪激励下红土镍矿运输船舶倾覆机理

选取具有典型流态化货物特征的红土镍矿、高岭土与红砂土进行了临界含水率和流态化试验, 测定了其临界含水率; 利用激励横摇装置开展了不同激励幅值与频率的激励横摇运动试验, 对比了3种不同货物在不同含水率下倾覆力和力矩的时历特性; 设计了倾覆机理试验, 选择临界含水率红土镍矿作为试验样本, 在波浪水槽中造波激励舱段横摇运动, 再现了红土镍矿运输船舶的倾覆过程, 利用高速摄像机记录了自由液面变化情况, 通过图像处理技术对自由液面进行分割, 根据自由液面情况分析了红土镍矿运输船舶倾覆过程中舱段的浮心和重心变化。试验结果表明: 红土镍矿、红砂土、高岭土的临界含水率分别为33.6%、22.0%、39.4%;对于具有不同性质的土, 在相同激励条件下, 晃荡力与力矩呈现出不同的性质; 当相位差为90°与270°时, 不对称力矩较相位差为0°与180°时增大4.37倍; 红土镍矿运输船舶倾覆主要原因为流态化货物晃荡导致横摇力矩增大、动稳性降低而发生倾覆, 同时, 晃荡力矩与货物性质、激励周期、黏性、激励幅值等多种因素有关。      

船舶在随浪和尾斜浪中的安全操纵

船舶在随浪和尾斜浪航行中，当船长与波长、船速几乎相等时，并且船舶骑在波峰上，其纯稳性夹失最为严重；在海面的不规则波转为规则波时，会出现能量相对集中的集中的钉状型波峰，船舶有可能在一个长时间内不断受高波连续冲击；当船舶的固有横摇周期与波浪遭妆近时，会出现参数激振。因此，在保证船舶航行安全时，要注意保证船舶具有适度的稳性；选择合理的航速和航向角；航速的控制应不超过１．８；要避免船舶出现的初始倾角；要廑     

半潜船装载特定货物前初稳性高度可行域探讨

对于载运重大件的半潜船,多数权威机构只规定了初稳性高(GM)的最小限值,但未对GM最高限值做出规定.GM过大时,船舶横摇周期就会变短,船舶在风浪中会产生剧烈摇荡.为保障运输安全,从提供足够的复原力及避免谐摇这两个角度出发,推导出半潜船稳性高可行域计算公式.在装载某一特定重大件前,利用该公式初步判断半潜船装载该重大件时初稳性高是否满足要求.以一艘半潜船运载自升式钻井平台为例,利用该计算公式对其稳性进行了分析,同时根据该公式提出提高船舶航行稳性的方法.     

晃荡冲击影响下的潜艇运动实用稳定性分析

液舱内自由液面的晃荡会影响船舶的稳定性。通过引入实用稳定性的概念,研究了在晃荡影响下的潜艇运动实用稳定性。利用计算流体力学软件对潜艇横摇过程中液舱的液面晃荡进行了模拟计算,根据仿真结果,分析了液舱晃荡对潜艇稳定性的影响,建立了液舱晃荡和潜艇横摇运动的耦合作用模型。通过数值仿真,验证了在液舱晃荡影响下的潜艇横摇运动系统的实用稳定性,从而证明了该方法的可行性。     

装载状况对船舶稳性的影响

论述了船舶载货量与船舶极限重心高度，横摇角，风压稳性衡参数及积载因数之间的关系，简要介绍了各种关系曲线的作法，对于如何运用各有关曲线来确定船舶的最大装载量及全面评价船舶的安全性能，也作了详细的说明。     

船舶多摆稳性

通过船舶横摇运动微分方程的解，引入虚静倾角概念，讨论连续单摆运动的摆幅曲线，提出船舶的多摆稳性问题，并对“红星２８３”客船船模倾覆试验有关结果进行分析，进而探索船舶倾覆机理。     

舵鳍联合减摇的鲁棒控制系统

为了在保持航向的同时,达到较好的减摇效果,提高船舶航行的安全性和舒适度,设计一种舵鳍联合控制系统。根据先验知识,用具有工程意义的带宽频率、高频渐近线斜率、最大奇异值和频谱峰值4个参数构造了闭环系统的传递函数阵,给出了多输入多输出系统的闭环增益成形算法,将之应用于舵鳍联合减摇的控制中,运用Simulink工具箱得到仿真曲线。仿真结果表明所设计的控制系统在保证航向控制的同时,船舶横摇平均在±2°左右,最大4°,达到了较好的减摇效果。     

复杂流态下系泊船的水动力特性研究

为研究复杂流态下系泊船的水动力特性, 在最佳系缆方式未知的情况下, 通过约束船舶横荡、 纵荡、 艏摇三个方向的运动近似替代缆绳的约束作用, 建立系泊船简化模型。 在完成网格无关性和数值方法可靠性验证的基础上, 对常规流态以及复杂流态下系泊船的粘性流场进行数值模拟, 分析系泊船水动力系数和运动响应的变化规律。 结果表明： 随着水流流速的增大, 纵向力系数变化受到水流流向角的影响明显, 横向力系数及艏摇力矩系数变化较小, 垂荡、 纵摇、 横摇增大; 随着水流流向角的增大, 纵向力系数变化较为复杂, 横向力系数增大, 艏摇力矩系数先增大后减小, 垂荡、 纵摇、 横摇增大; 复杂流态下和一定流向角水流下系泊船的水动力系数和运动响应较为相似。     

舭龙骨对回转的影响

通过比较横摇与横倾的不同和分析舭龙骨的减摇原理，指出舭龙骨对回转或急流引起的横倾的负面影响。     

破损进水船非线性横摇系统的数值仿真研究

建立了破损进水船在风浪中的非线性横摇运动数学模型,利用混沌数值方法对具有II类舱进水舱的破损船在规则波激励下的横摇运动进行数值仿真,并探讨不同参数对破损船横摇运动混沌参数区域的影响.结果表明破损船的横摇运动具有不同的运动形式,其运动可能是单频的,也可能包含超谐、次谐以及组合频率等丰富的频率成份,在一定的参数条件下其运动还可能为混沌的.     

海洋拖曳系统对船舶操纵性能的影响

将拖曳母船、拖缆和拖曳体视为一个相互作用的整体,利用耦合边界条件,将拖缆顶端和底端的张力与其产生的力矩,分别计入船舶操纵性运动方程和拖曳体六自由度运动方程,结合拖缆的有限差分方程,建立了船/缆/体耦合运动模型,采用数值计算方法,对比分析了海洋拖曳系统对船舶操纵性产生的影响.计算结果表明:当计入拖缆和拖曳体耦合影响后,船舶稳态运动时的速度会降低,改变量为3％～5％;船舶回转机动时,速度、回转半径与横摇角会降低,改变量分别为2％～3％、2％～4％和11％～21％.采用船/缆/体耦合运动模型计算得到的船舶操纵性能符合实际,可为预报海洋拖曳系统的运动信息提供理论依据.     

舰艇灾害场景模拟在抗沉训练中的应用研究

为了让参训人员真正从能力和心理上同时得到训练,必须建立与舰艇实际灾害场景相似的抗沉训练环境.文中根据舰艇横摇运动微分方程,研究了摇摆抗沉舱的横摇运动模拟及控制,通过求解作用在破口上的3种压力变化,研究了舰艇在复杂海况舱体破口水流压力的模拟和控制.