基于改进能量包线随机平均法求解窄带谱激励下船舶随机参激横摇响应

国际海事组织(IMO)制定了第二代完整稳性衡准,其中包括参数激励横摇。在第3层直接稳性评估中,研究横摇运动响应和稳性最直接的方法是数值模拟。但由于船舶倾覆是小概率事件,因此解析分析手段依然十分必要。能量包线随机平均法能够准确求解白噪声激励下的随机运动响应,但实际工程中真实的海浪为窄带谱。针对随机平均法求解的适用性研究表明,对于非白噪声激励,要满足系统的阻尼和激励强度足够小、激励带宽足够大的条件。基于以上背景,研究了窄带谱激励下能量包线随机平均法的改进方法。在原有的能量包线随机平均法基础上借鉴标准随机平均法引入相角,保留了原有的能量包线随机平均法可以考虑非线性恢复力的优点,同时放宽了原有方法所要求的理想白噪声激励限制,使其可以为窄带随机激励。求解Fokker-Planck-Kolmogorov(FPK)方程得到的横摇角稳态概率分布与蒙特卡洛法对比良好。改进后的能量包线随机平均法能够准确计算真实海浪激励下船舶随机参数激励横摇响应,对船舶横摇稳性进行评估,为船舶安全航行提供指导。     

双船间隙水体运动特性及水体阻尼修正研究北大核心CSCD

[目的]旨在修正势流理论在计算小间隙双浮体系统时由于无黏假设导致的结果失真现象,研究间隙水体的运动响应特性。[方法]建立过驳双船系统CFD数值计算模型,分析间隙水体的响应特点及机理。之后将CFD计算结果与势流理论计算结果进行对比,获得准确的双船间隙水体修正阻尼系数,从而修正势流理论的计算结果。[结果]结果表明,不同频率的波浪通过双船间隙时波面升高变化趋势不同,对于低频波浪,入射波不能穿过双船间隙,间隙的波面升高小于入射波的波幅;对于高频波浪,入射波可以从双船的间隙穿越,间隙内波面升高大于入射波的波幅;在特定波浪频率下,双船间隙存在一个高速区域,对应的双船内侧动水压力降低,产生较大的吸力,可能对过驳作业造成不利影响。[结论]通过上述方法得到了更为准确的间隙水体修正阻尼系数,为过驳双船系统的高精度、快速水动力及运动性能计算提供了指导。