船舶運(yùn)動(dòng)的理論預(yù)報(bào)與研究.pdf

1、船在波浪中的搖擺運(yùn)動(dòng)是船受海浪擾動(dòng)后的一個(gè)重要物理現(xiàn)象.它們直接影響船在波浪中的航速、甲板上的浪和船體彎矩甚至船舶傾覆等其它物理現(xiàn)象,因此,船舶在波浪中的搖擺運(yùn)動(dòng)是船舶耐波性的一個(gè)基本組成部分,而且搖蕩運(yùn)動(dòng)對(duì)于整個(gè)耐波性能起著重要作用.理論上研究搖擺運(yùn)動(dòng)的方法主要?dú)w結(jié)于列出、分析和解出各不同搖擺運(yùn)動(dòng)的微分方程式.要精確地估計(jì)船和流體之間的相互作用,將造成數(shù)學(xué)上的很大困難.盡管有人進(jìn)行了船在斜浪情況下六個(gè)自由度或五個(gè)自由度耦合的船體搖擺運(yùn)

2、動(dòng)的研究,并給出相應(yīng)的結(jié)果,但由于有些耦合項(xiàng)在數(shù)量上相對(duì)地較小,因此實(shí)用上總是采取一系列的簡(jiǎn)化假設(shè),使其僅針對(duì)幾個(gè)最簡(jiǎn)單耦合情況的搖擺運(yùn)動(dòng).對(duì)于船以不變的航速U與規(guī)則波成任意角u遭遇時(shí),作為剛體的船一般有六個(gè)自由度的振蕩運(yùn)動(dòng).各自由度運(yùn)動(dòng)之間是耦合作用的.但通常認(rèn)為進(jìn)退運(yùn)動(dòng)不與其它運(yùn)動(dòng)模式耦合,而認(rèn)為縱搖和升沉耦合,橫搖、橫蕩和首尾搖耦合.前者稱(chēng)為縱向運(yùn)動(dòng),后者稱(chēng)為橫向運(yùn)動(dòng).本文中就針對(duì)這五個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)按縱向耦合運(yùn)動(dòng)和橫向耦合運(yùn)動(dòng)進(jìn)行

3、了研究和預(yù)報(bào).首先建立了耦合運(yùn)動(dòng)方程,方程中附加質(zhì)量系數(shù)、阻尼系數(shù)、擾動(dòng)力及力矩是二維線(xiàn)性理論求出的,按福爾廷森、塞爾維遜、塔克等切片理論得到三維實(shí)船的附加質(zhì)量系數(shù)、阻尼系數(shù)、擾動(dòng)力及力矩.剖面上水動(dòng)力系數(shù)按劉易斯剖面法計(jì)算得到.波浪外載荷按線(xiàn)性艾立波理論及其繞射波理論得到.文中對(duì)幾條實(shí)船在波浪中的幅值響應(yīng)及其加速度響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算研究和分析,將其與已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論結(jié)果進(jìn)行比較,還將各計(jì)算結(jié)果與幾種經(jīng)驗(yàn)方法如考瑙萊方法、有限元法、Fr