【摘要】：自古至今,船舶航行實(shí)踐中存在許多線性理論無法解釋的現(xiàn)象,參數(shù)橫搖就是其中之一。隨著集裝箱船大型化的發(fā)展,參數(shù)橫搖也成為船舶設(shè)計(jì)過程中需要評估的失效模式之一。本文對參數(shù)橫搖的直接計(jì)算方法做了以下四方面的研究。第一,建立弱非線性六自由度運(yùn)動(dòng)模型。首先,基于勢流理論和剛體動(dòng)力學(xué)理論,建立船舶在波浪中運(yùn)動(dòng)的六自由度線性運(yùn)動(dòng)微分方程;然后,將方程中的線性回復(fù)力、入射力修正為沿船舶瞬時(shí)濕表面積分的結(jié)果,該瞬時(shí)濕表面由入射波波面和船舶瞬時(shí)姿態(tài)確定;最后,將線性橫搖阻尼力矩修正為一次加三次等形式。這樣就得到了一種弱非線性的六自由度運(yùn)動(dòng)模型。第二,建立并求解弱非線性三自由度運(yùn)動(dòng)模型。將六自由度模型簡化成垂蕩-橫搖-縱搖三自由度模型,用該模型計(jì)算了C11集裝箱船在縱浪和斜浪中的運(yùn)動(dòng)時(shí)程,并與模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比,從而驗(yàn)證了模型的精確性。隨后,利用該模型對兩萬箱集裝箱船的參數(shù)橫搖現(xiàn)象進(jìn)行了預(yù)報(bào)。第三,建立并求解單自由度橫搖運(yùn)動(dòng)模型�；�1.5自由度模型的思想,將三自由度模型進(jìn)一步簡化,提出了一種考慮垂蕩、縱搖耦合項(xiàng)的新方法,并提出一種擬合復(fù)原力臂的表達(dá)式。使用該表達(dá)式,對三種1.5自由度模型進(jìn)行了計(jì)算,驗(yàn)證了表達(dá)式的精確性。上述表達(dá)式結(jié)合考慮垂蕩、縱搖耦合項(xiàng)的新方法,可以為規(guī)則波中參數(shù)橫搖解析分析及不規(guī)則波中參數(shù)橫搖的概率分析提供更加準(zhǔn)確的單自由度數(shù)學(xué)模型。第四,提出了一種操縱-耐波統(tǒng)一模型�；诖霸诓ɡ酥泻叫袝r(shí)的高低頻運(yùn)動(dòng)可以分離的原理,將波浪中的弱非線性運(yùn)動(dòng)模型與靜水中的船舶操縱性方程相結(jié)合,提出了一種操縱-耐波統(tǒng)一模型,并用該模型對C11集裝箱船進(jìn)行了計(jì)算。該模型考慮了偏航及舵力的影響,適合更準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)船舶在實(shí)際航行時(shí)尤其是在斜浪中的參數(shù)橫搖現(xiàn)象。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U661.321

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本文編號：2659377