基于尖点突变的船舶横摇倾覆研究

针对船舶在规则波中非线性横摇导致的倾覆现象,提出了采用突变理论进行分析的方法.在建模过程中,将船舶非线性横摇方程恢复力矩取到七次项,阻尼力矩取至三次项以便于推导.经数学变换,将船舶非线性横摇方程转化为尖点突变模型的形式.由理论分析,得出了当船舶倾覆时,其自然横摇频率与三次、五次、七次恢复力系数满足一定的函数关系.在忽略七次恢复力系数影响的情况下,得出了船舶自然横摇频率与三次、五次恢复力矩的关系式,并绘出了相应的曲面图.     

船舶参数激励非线性横摇运动方程

讨论了船舶在海浪上运动时参数激励产生的机理，建立了船舶参数激励和波浪激励非线性横摇运动方程。本文工作为研究倾覆机理奠定了基础。     

船舶非线性横摇参数激励研究

本文讨论了船舶在海浪上运动时参数激励产生的机理，建立了船舶参数激励和波浪激励非线性横摇运动方程，为研究倾覆机理奠定了基础。     

船舶在随机横浪中的奇异倾覆机理

本文应用非线性随机动力系统理论,从系统稳定性的角度来分析船舶在随机横浪上的运动稳定性,籍此来研究随机海浪中船舶奇异倾覆的机理.本文的研究发现随机动力系统的全局分岔是导致系统失稳并导致船舶倾覆的一种途径.基于这一思路借助随机Melnikov方法,通过求取相流函数零点得到了船舶运动全局稳定性丧失时海浪条件的阈值,从而可以对船舶的抗倾覆能力作出定量的考察.     

船舶横摇的安全池研究

运用安全池理论计算船舶稳性，安全池在一定条件下将发生破损，此时船舶极易倾覆。以Melnikov方法导出安全池破损的条件，以某型船舶为例，计算了该船舶安全池破损的阈值，对五个海况进行了安全性校核，并与现行规范采用的极限载荷法进行了比较，通过数值仿真绘制了各参数条件下的安全池。     

随机横浪中甲板上浪船舶的倾覆研究

应用相空间转移率,定量研究了随机海浪中甲板上浪船舶的倾覆,给出了甲板上浪对船舶抗倾覆能力的影响.综合考虑非线性阻尼、非线性恢复力矩和随机横浪激励,建立了无甲板上浪和有甲板上浪时船舶随机非线性横摇运动的一般方程.以一艘倾覆的拖网船为例,分别求解了无甲板上浪和有甲板上浪时,不同海况激励下船舶横摇的相对相空间转移率.以相空间转移率作为船舶稳性损失的度量,定量比较了两种情况下船舶的抗倾覆能力.研究表明,甲板上浪后,船舶在较低的海况下会产生较大的相对相空间转移率,甲板上浪严重降低船舶的抗倾覆能力,从理论上进一步揭示了甲板上浪船舶的倾覆机理.     

波浪中船舶横摇稳性的研究

本文采用瞬时湿表面变化的时域分析法。研究波浪中的船舶横摇稳性。通过对实例的分析与计算,得到小浪中船舶横摇稳性的特性,同时亦看到的船舶在波浪中的横摇恢复力居大角度横摇时表现出明显的非线性。本文给出了船舶在波浪中横摇稳性的计算方法以及波浪中稳性衡准的初步建议。     

随机横浪中船舶倾覆概率计算

本文对随机横浪中船舶的运动及其倾覆概率计算进行了探讨。计算中海浪用ITTC推荐的海浪谱,风采用Davenport频谱描述。设船舶横摇服从高斯分布,由此确定横摇极大值的概率密度,计算出船舶在不稳定区内每次横摇的倾覆概率,进而确定船舶在无航速漂流全过程中的倾覆概率,并给出了一条船的计算实例。     

船舶非线性横摇的精确模型

本文以Taylor级数展开法表示横摇非线性模型的一般表达式,采用一阶谐波平衡法求其定常周期解,对运动稳定性,跳跃现象及最大摇幅特性进行了分析计算。 本文依据横摇力矩激振装置进行的船模激振横摇试验结果,提出了一套较完整的横摇非线性模型的辨识技术。实例表明横摇非线性模型的辨识效果圆满且可靠。 本文还对非线性横摇的分支跳跃现象可能造成的船舶倾覆机理作了初步探讨。     

船舶参数激励非线性随机横摇运动分析

研究了随机纵浪中船舶的参数激励横摇运动。将船舶初稳性高作为时变的随机参数激励,应用随机平均法和FPK方程,分析了船舶的参数激励横摇运动微分方程。考虑航速、船舶瞬时湿表面积及随机波浪,建立了船舶横摇幅值概率密度、概率分布函数及其均值的计算方法。以某渔政船为例,计算了不同航速时船舶随机横摇幅值的概率密度、概率分布函数及其均值。结果表明,参数激励谱峰频率为横摇固有频率的2倍时,发生主参数共振,船舶横摇严重,船舶倾覆发生的概率增加。     

船舶大风浪航行风险等级评估

船舶在风浪中航行所承受的不利影响包括14项风险因素.在此基础上探讨了船舶在三维非规则波中,基于方向谱的六自由度摇荡及动力响应风险因素统计特征值的计算方法;并介绍了稳性、强度和操纵性风险因素的计算模型;对实船的计算结果表明了模型的有效性.提出了基于FSA(Formal Safty Assessment)的模糊综合评判方法的船舶航行风险等级评估模型,可供航运公司和海事部门实施在航船舶风浪航行风险预报参照.     

船舶横摇运动中的混沌及其非线性简捷控制

为了描述并控制船舶横摇运动中的非线性随机现象,用混沌的Duffing方程刻画船舶横摇运动的非线性现象,符合程度较好,说明船舶在海浪作用下的运动在一定条件下可能产生混沌现象。采用精确反馈线性化和闭环增益成形算法相结合的非线性简捷控制方法控制船舶横摇运动中的混沌,取得了令人满意的控制效果,仿真结果验证了所设计的控制器具有良好的鲁棒性。     

弯道中环流对船舶产生的倾覆力矩计算分析

结合水力学知识,研究了弯道中水流的环流形成机理,给出了弯道中的横向自由水面表达式。通过环流垂向的速度分布公式,探讨了弯道中航行的船舶的受力情况,并计算出了环流对船舶产生的力矩作用的大小,给出了计算表达式。     

红土镍矿运输船倾覆的机理研究

红土镍矿是一种非常特殊的矿物质,在运输过程中,如果船舶遭遇风浪,或船舶本身长时间的振动,都会导致该矿石的表面液化。液化后的混合液体具有较强粘性,可以形成自由液面。为分析、解释运输该种货物船舶发生倾覆沉没的原因,此文采用数学建模的方法,对运输红土镍矿的船舶进行了模拟计算。得出的初步结论是粘性流体在舱内的运动与船舶的摇摆运动存在一个相位滞后关系,当船舶的横摇周期有利于相位滞后一个适当的位置时,粘性流体就无法返回到原来的位置,而是在船舶一侧继续堆积,形成越来越大的外力矩,使船舶最终倾覆沉没。     

大风浪中船舶航行安全性评价

从船舶在波浪中运动的机理出发，将模糊数学中的层次分析法理论用到大风浪中船舶航行安全性评估上来，开发了相应的计算程序。寻找到了船舶在波浪中航行时的安全航态范围和在某一航速(或航向)时的最佳航向(或航速)，形成了一套“理论航法”，使得驾驶员在操纵船舶时能够得到有效的指导。     

船载直升机着船预报系统及评估方法

介绍船载直升机着船预报系统的硬件组成和几种常用的预报方法,提出一种基于微成分分析的新的预报方法。最后,对综合考虑横摇和纵摇2种运动的着船预报效果进行评估。     

水下船舶判定海面海况技术研究

通过对水下船舶的海浪观测谱分析,提出水下船舶适用的测海况模型,并对该模型进行实验验证,为该类装置的技术改进提供理论和实验支持。     

浅谈钢质有限航区海船船体构件尺寸的折减

钢质国内航行海船有限航区船体构件尺寸的折减方法,规范表述容易引起岐义,本文通过以单底海船实肋板的剖面模数计算为例,提出合理的规范折减方法。     

高海情下海上救助无人船的耐波性

为确保救助无人船能在高海情5级海况下安全航行,采用Rankine源面元频域法,对设计吃水时,船舶在不同工况、不同浪向角和不规则波中横摇、纵摇和垂荡3个自由度的运动响应进行计算分析,并用国军标相关耐波性的衡准要求进行评估.评估结果表明,救助无人船的耐波性满足国军标衡准要求,所阐述的耐波性计算方法及耐波性设计对设计类似高海情下耐波性要求较高的船舶具有积极的参考价值.