船舶在縱橫搖耦合下的非線性動力學特性研究.pdf

1、在船舶耐波性的研究過程中發(fā)現波浪以及船舶自身的一些因素會對船舶的運動狀態(tài)產生影響，這些因素將會導致船舶呈現出六自由度搖蕩運動。在一定程度上，這些搖蕩運動及其產生的復雜的動力學效應會降低船舶的穩(wěn)定性和安全性。在船體坐標系的六個自由度搖蕩運動中，船舶的橫搖運動和縱搖運動對船舶運動狀態(tài)的影響是最大的，因此，在對船舶運動進行研究的過程中，準確的掌握船舶橫搖運動和縱搖運動的各種非線性動力學特性是一項十分重要的工作，研究船舶橫搖運動和縱搖運動的非線

2、性動力學行為是考察船舶穩(wěn)定性的關鍵性問題之一。為此，本文做了以下工作：
　?。?）建立船舶縱橫搖耦合運動動力學模型
　　本文以水平約束下處于自由模式的船舶系統作為研究對象，假設船舶初始時處于正浮狀態(tài)，沒有航速。在此基礎上，采用歐拉角描述船舶的搖擺運動，對船舶在規(guī)則波作用下的受力情況進行分析后，分別推導出船舶系統動能、勢能、阻尼力矩、波浪力和規(guī)則波復原擾動力矩的表達式，最后在拉格朗日方程的基礎上，建立了假設船舶參數下的縱橫搖耦

3、合運動數學模型。
　?。?）分析船舶單自由度橫搖與縱搖運動的動力學特性
　　在前面推導的動力學模型的基礎上，采用經典的龍格庫塔法對方程組進行數值計算，分析規(guī)則波擾動力矩不同振幅、不同初始相位角、不同波浪頻率和不同的角度控制參數對船舶單自由度橫搖和縱搖運動動力學特性的影響。
　?。?）分析船舶在縱橫搖耦合作用下的動力學特性
　　通過數值計算的方法研究規(guī)則波擾動力矩不同振幅、不同波浪頻率和不同的角度控制參數對船舶縱橫