船舶在大風(fēng)浪中非線性搖蕩運(yùn)動(dòng)建模與仿真.pdf

1、近年來海船在大風(fēng)浪中折斷、傾覆的事故時(shí)有發(fā)生,從這些船沉人亡的事故的調(diào)查分析來看,發(fā)生事故的主要原因是操船人員沒有足夠考慮船舶在波浪中航行時(shí)穩(wěn)性的損失.因此,該文運(yùn)用船舶靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、耐波性理論以及流體力學(xué)等有關(guān)理論,側(cè)重對船舶在波浪中的穩(wěn)性問題進(jìn)行研究,該項(xiàng)研究也是根據(jù)交通部優(yōu)秀青年專業(yè)技術(shù)人員資助項(xiàng)目:《大型散貨船在大風(fēng)浪中穩(wěn)性和強(qiáng)度的安全評價(jià)系統(tǒng)的研究》的要求進(jìn)行的.該文做了以下幾點(diǎn)主要工作:首先對船舶在波浪中的縱搖與升沉運(yùn)動(dòng)進(jìn)

2、行了研究.為了便于計(jì)算,對前人提出的該運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型中的一些系數(shù)進(jìn)行了簡化,進(jìn)而對其進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn).該項(xiàng)研究不僅對船舶在大風(fēng)浪中運(yùn)動(dòng)性能預(yù)報(bào)十分重要,也為下面的船舶大傾角穩(wěn)性計(jì)算打下了基礎(chǔ).其次對船舶在靜水中大傾角橫穩(wěn)性力臂問題進(jìn)行了研究,提出了一種新的計(jì)算方法.在計(jì)算中,采取逐步逼近的方法計(jì)算船舶發(fā)生大傾角橫傾后的橫剖面面積,并考慮了在橫傾過程中由于船舶首尾不對稱所引起的縱傾影響,即在計(jì)算過程中不但考慮了浮力與重力的平衡,而且還考

3、慮了縱傾力矩的平衡問題.在計(jì)算得到的船舶在靜水中大傾角橫穩(wěn)性力臂的基礎(chǔ)上,提出了一種船舶在波浪中大傾角橫穩(wěn)性的新的計(jì)算方法.在計(jì)算中,每一橫剖面面積的計(jì)算是關(guān)鍵,為了提高精度,該文考慮了由于橫搖所引起的縱傾對船舶每一橫剖面面積的影響.運(yùn)用這種方法進(jìn)行計(jì)算時(shí),只需要知道船舶的型值表以及外界的干擾因素,就可以較快地計(jì)算每一橫傾狀態(tài)似的穩(wěn)性力臂值.利用計(jì)算所得結(jié)果不但對波峰、波谷處于船中時(shí),而且還對波峰處于船舶任意位置時(shí)的橫穩(wěn)性進(jìn)行了全面的研