波浪对船舶非线性横摇阻尼的影响

横摇非线性阻尼通常是在静水中进行横摇衰减试验确定。本文通过在波浪水池中进行不规则波的船模横摇衰减试验，研究了波浪对非线性横摇阻尼的影响。研究发现波浪的存在使横摇阻尼线性部分减少，非线性部分增加；采用随机减量法得到非线性横摇阻尼时，门槛值不同所得到的阻尼也不相同，一般说来，门槛值越大，阻尼非线性成分增加，而线性成分减少。     

船舶在波浪中非线性横摇运动建模及稳定性研究

文章对船舶在波浪中非线性横摇运动模型进行分析,论述船舶在波浪中的横摇运动稳定性。对规则波浪下的船舶横摇运动稳定性进行了分析对比,从数学的角度对模型的可靠性和稳定性进行了仿真,实验数据表明在随机波浪的干扰下,船舶的横摇运动模型具有很强的抗干扰性能,能够胜任复杂的海洋环境,期望通过本文的研究能够提升船舶的工业设计水平。     

船舶在波浪中的横摇运动及其稳性

本文在静水稳性概念基础上,根据船舶在波浪中的运动和横摇运动方程的分析,用多尺度法求解横摇运动响应,确定横摇响应的稳定性条件,探讨了规则波对 GZ 曲线、初稳性和最大横摇角等稳性要素的影响,并提出了衡量船舶在波浪中稳性的几点建议,最后给出一个实船算例。     

随机海况下的非线性船舶横摇和倾覆

本文考虑波浪的随机性和船舶恢复力矩及阻尼的非线性，提出了船舶在随机海浪上航行时的横摇运动方程，根据非线性随机动力学的理论和方法，提出了时域横摇非线性随机运动计算方法，研究了横摇的非线性和随机动力学行为，并对实船在不同有义波高下的动力响应进行了计算，算例表明本文提出的方法是可行的。     

船舶在随机波浪中的运动稳定性研究

我国航运非常发达,船舶航行的安全和稳定性是人们一直最为关注的问题。船舶航行的环境是随机非线性变化的,环境的随机性和非线性是研究船舶稳定性的两大难点。本文在传统的白噪声的基础上,将参数激励看成是有界噪声,研究船舶在横浪和纵浪情况下稳定性,仿真实验,结果表明,船舶在随机波浪中的稳定性可以通过改变航速和航行方向进行控制。     

矩函数在船舶非线性横摇稳定性判别中的应用

本文应用矩函数法分析船舶在随机横浪中的非线性横摇运动，以及用Ｈｅｒｍｉｔｅ矩闭合法来闭合矩微分方程组，求得随机横摇运动获得平稳时的响应统计矩与外扰力的关系。应用小扰动理论和Ｌｉａｐｕｎｏｖ方法对船舶的初始状态下的局部稳定性进行研究，探讨与外扰动相关的统计矩的稳定性区域和在船舶设计及船舶航行时外部扰动与船型参数应满足的相互关系。     

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。     

随机波中船舶参数横摇研究

针对随机波中船舶参数横摇,提出一种数值预报方法。采用新的随机波成形方法,求解出船舶无横倾时在随机波中时间序列垂荡和纵摇运动,确定出船-波相对位置。利用3个坐标系之间的转换关系确定船体各横剖面左右舷与波面瞬时交点,然后对波浪压力沿船长湿表面积分,得出船舶复原力的Froude-Krylov部分。提出复原力之辐射力和绕射力部分和横摇角的非线性假定。确定一个参数横摇数学模型,实现随机波中参数横摇计算;通过试验和数值模拟对一艘巴拿马型集装箱船进行了参数横摇预报,研究了随机波中参数横摇的实际非各态历经的特点。     

随机海浪中船舶非线性横摇的首次穿越概率

利用首次穿越失效理论研究了在随机波浪激励下的船舶稳性.利用一组基于广义谐和函数的变换首先将船舶横摇方程降阶为一组一阶随机微分方程.接着利用一个新的随机平均程序获得了幅值过程微分方程的平均漂移和扩散系数的闭合形表达式,并建立了控制横摇幅值过程平均首次穿越时间的Pontryagin-Vitt方程.推导了Pontryagin-Vitt方程的两个边界条件,通过数值求解该边界值问题获得了平均首次穿越时间和首次穿越概率值.     

非线性动力学在波浪中的非线性横摇运动及运动稳定性研究

保证船舶在航行过程中的稳定、安全行驶,是研究船舶运动稳定性的一个重要课题。本文通过研究影响船舶在波浪中非线性横摇运动的影响因素,并通过Floquet理论分析船舶在波浪中运动的稳定性解得分叉、跳跃、混沌。最后通过实例来说明,船舶在非线性横摇过程中,突然的扰动有可能导致船舶倾覆。     

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.     

船舶在随机海浪上的稳性和倾覆研究进展

介绍了研究船舶在随机海浪上的稳性的三种方法:时域仿真、迈尔尼科夫法和首次穿越理论.对国内外运用这些方法研究船舶稳性的已有工作和最新进展做了综述.     

船舶在随机海浪上的稳性和倾覆研究进展

介绍了研究船舶在随机海浪上的稳性的三种方法:时域仿真、迈尔尼科夫法和首次穿越理论。对国内外运用这些方法研究船舶稳性的已有工作和最新进展做了综述。     

A unified seakeeping and maneuvering analysis of ships in regular waves

The behavior of a ship in regular waves during maneuvering was studied by using a two-time scale model. The maneuvering analysis was based on Söding’s (Schiffstechnik 1982; 29:3–29) nonlinear slender-body theory generalized to account for heel. Forces and moments due to rudder, propeller, and viscous cross-flow follow from the state-of-the-art procedures. The developed unified theory of seakeeping and maneuvering was verified and validated for calm water by comparing it with experimental and calculated zigzag and circle maneuvers. Linear wave-induced motions and loads were determined by generalizing the Salvesen-Tuck-Faltinsen (Trans SNAME 1970; 78:250–287) strip theory. The mean second-order wave loads in incident regular deep water waves in oblique sea conditions were estimated by the potential flow theories of Faltinsen et al. (Proc 13th Symp Naval Hydrody 1980), Salvesen (Proc Intl Symp Dynam Mar Vehicl Struct Wave 1974), and Loukakis and Sclavounos (J Ship Res 1978; 22:1–19). The considered theories cover the whole range of important wavelengths. Comparisons between the different mean second-order wave load theories and available experimental data were carried out for different ship hull forms when the ship was advancing forward on a straight course. The mentioned methods have been incorporated into the maneuvering model. Their applicability from the perspective of the maneuvering ability of the selected types of ships was investigated in given wave environments. The wave conditions are valid for realistic maneuvering cases in open coastal areas. It was demonstrated that the incident waves may have an important influence on the maneuvering behavior of a ship. The added resistance, mean second-order transverse force, and yaw moment also play important roles.     

波浪增阻计算方法在船体型线优化设计中的应用

  目的  为了获得兼顾静水和波浪阻力性能的优良船型,以某散货船为研究对象,开展船型综合优化设计。  方法  基于成熟的商用软件STAR-CCM+进行目标船静水阻力性能评估。采用ISO 15016推荐的简化方法和经验方法,以及自主编程开发的二维切片理论方法进行波浪增阻计算。对比分析不同波浪增阻方法计算结果与模型试验结果的差异。  结果  结果表明：二维切片理论方法计算精度较高,且能反映船型对波浪增阻的影响;目标船改型的静水阻力性能与原型相当,改型的波浪增阻和原型相比降低了20%以上,波浪中阻力性能得到显著提升。  结论  通过探讨不同波浪增阻计算方法的工程适用性,为船型综合优化设计提供了有效工具。     

基于局部线性化方法的瘫船稳性敏感性分析及衡准完善

  目的  瘫船稳性是当船舶失去动力后,在横风横浪状态下发生共振横摇甚至倾覆的运动模式,是公认的较危险的稳性失效模式。国际海事组织（IMO）船舶设计与建造分委会（SDC）预计将于2019年完成第2代完整稳性衡准规则定稿,目前亟需大量的样船计算以完善规则。  方法  基于局部线性化方法,对3艘集装箱船进行了瘫船稳性第2层衡准校核计算,并分析了瘫船稳性敏感性与船舶各设计参数的关系。  结果  分析结果表明,随着船舶吃水深度的增大,船舶倾覆概率将先增大后减小,并对第2层衡准的标准值选取及衡准完善提出了建议。  结论  可为瘫船稳性衡准研究提供技术支持。     

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.