基于操縱與耐波統(tǒng)一模型的船舶迎浪參數(shù)橫搖數(shù)值預(yù)報(bào)及其舵減搖研究.pdf

1、國(guó)際海事組織(IMO)正致力于第二代船舶完整穩(wěn)性規(guī)范的制定,參數(shù)橫搖一直是船舶波浪中完整穩(wěn)性研究中的熱點(diǎn)。本研究中采用考慮船舶操縱性和耐波性運(yùn)動(dòng)耦合的六自由度統(tǒng)一模型(Unified Model)對(duì)迎浪下的船舶參數(shù)橫搖運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。在此時(shí)域模型中,船舶六自由度耐波性運(yùn)動(dòng)基于脈沖效應(yīng)函數(shù)法計(jì)算。非線性回復(fù)力和F-K力采用瞬時(shí)濕表面壓力積分方法計(jì)算得到。船舶縱蕩、橫蕩與艏搖三自由度操縱性運(yùn)動(dòng)模型基于MMG模型,最終依據(jù)統(tǒng)一理論,將操縱

2、性運(yùn)動(dòng)和耐波性運(yùn)動(dòng)在同一坐標(biāo)系下進(jìn)行疊加。采用此六自由度模型可以計(jì)入各自由度運(yùn)動(dòng)和非線性回復(fù)力對(duì)參數(shù)橫搖的影響。同時(shí),耦合操縱性運(yùn)動(dòng)有助于考察船舶速度變化及槳舵作用力對(duì)參數(shù)橫搖的影響。同時(shí)還對(duì)參數(shù)橫搖統(tǒng)一模型各模塊進(jìn)行了驗(yàn)證,并將模擬結(jié)果與一艘3100箱集裝箱船模型的自航模參數(shù)橫搖實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
　　本研究基于簡(jiǎn)化的三自由度模型對(duì)三艘集裝箱船進(jìn)行了不同航速、波陡和裝載工況下的參數(shù)橫搖樣船計(jì)算。籍此討論了各因素對(duì)參數(shù)橫搖影響的機(jī)

3、理,其中波高與方形系數(shù)影響初穩(wěn)性高GM變化的幅值,橫搖慣性矩、航速和初穩(wěn)性高影響遭遇頻率與橫搖自然頻率間的關(guān)系進(jìn)而影響參數(shù)橫搖的發(fā)生。通過統(tǒng)一模型與簡(jiǎn)化模型間結(jié)果對(duì)比,發(fā)現(xiàn)迎浪規(guī)則波下隨時(shí)間變化的航速對(duì)參數(shù)橫搖結(jié)果有很大影響,考慮了航速變化的統(tǒng)一模型最后達(dá)到的參數(shù)橫搖穩(wěn)定幅值普遍都會(huì)小于實(shí)用計(jì)算模型結(jié)果。采用統(tǒng)一模型對(duì)迎浪不規(guī)則波下的參數(shù)橫搖進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了不同有義波高對(duì)參數(shù)橫搖的影響。并對(duì)不規(guī)則波下的參數(shù)橫搖運(yùn)動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,探討