船舶在波浪中的操縱性能研究.pdf

1、船舶操縱性是指船舶在駕駛者的操縱下，通過(guò)控制裝置來(lái)保持或改變航速、航向或位置等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力，是船舶運(yùn)動(dòng)性能之一，直接影響到船舶航行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。航運(yùn)業(yè)的不斷發(fā)展促進(jìn)了船舶的大型化、多樣化和高速化。航道航行密度的增加導(dǎo)致海上事故發(fā)生的概率上升，使得人們對(duì)船舶操縱性的要求提高。 對(duì)于船舶操縱性能，人們往往注意的是船舶在靜水中的操縱性能，然而，船舶航行的環(huán)境決非是風(fēng)平浪靜的，船舶在航行中經(jīng)常會(huì)遇到各種海浪，有時(shí)甚至是較大的波浪，

2、因此船舶在波浪中的操縱性能的研究，就具有理論和實(shí)際應(yīng)用的雙重意義。目前，船舶在靜水中的操縱性能的研究已具有較為完善的理論方法和試驗(yàn)手段，基本解決了船舶靜水操縱性設(shè)計(jì)的應(yīng)用問(wèn)題，而對(duì)于船舶在規(guī)則波中的操縱運(yùn)動(dòng)，也已經(jīng)提出了一些數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行了一些研究；然而對(duì)于船舶在隨機(jī)波浪中的操縱運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行直接研究的并不多見(jiàn)。 本文將船舶操縱運(yùn)動(dòng)模型和船舶耐波性理論結(jié)合起來(lái)，采用水平隨船坐標(biāo)系統(tǒng)，建立適用于求解船舶在隨機(jī)波浪中運(yùn)動(dòng)的六自由度數(shù)學(xué)模

3、型；在上述模型的基礎(chǔ)上，編制計(jì)算程序，使用Runge-Kutta法求解各相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)值解，實(shí)現(xiàn)船舶在波浪環(huán)境下的操縱運(yùn)動(dòng)模擬。本文的主要內(nèi)容包括： （1）全面回顧總結(jié)船舶在波浪中操縱性研究的現(xiàn)狀。 （2）在參閱大量的船舶靜水操縱性能研究資料的基礎(chǔ)上，對(duì)靜水中船舶操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了詳細(xì)介紹。著重介紹了一套比較適用的分離型船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用該模型進(jìn)行了實(shí)船的操縱運(yùn)動(dòng)模擬。 （3）介紹了船舶在波浪上的運(yùn)動(dòng)理論，