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

1、國際海事組織(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。本研究中采用考慮船舶操縱性和耐波性運動耦合的六自由度統(tǒng)一模型(Unified Model)對迎浪下的船舶參數(shù)橫搖運動進行了數(shù)值模擬。在此時域模型中,船舶六自由度耐波性運動基于脈沖效應函數(shù)法計算。非線性回復力和F-K力采用瞬時濕表面壓力積分方法計算得到。船舶縱蕩、橫蕩與艏搖三自由度操縱性運動模型基于MMG模型,最終依據(jù)統(tǒng)一理論,將操縱

2、性運動和耐波性運動在同一坐標系下進行疊加。采用此六自由度模型可以計入各自由度運動和非線性回復力對參數(shù)橫搖的影響。同時,耦合操縱性運動有助于考察船舶速度變化及槳舵作用力對參數(shù)橫搖的影響。同時還對參數(shù)橫搖統(tǒng)一模型各模塊進行了驗證,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)橫搖實驗結(jié)果進行對比。
　　本研究基于簡化的三自由度模型對三艘集裝箱船進行了不同航速、波陡和裝載工況下的參數(shù)橫搖樣船計算。籍此討論了各因素對參數(shù)橫搖影響的機

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)系進而影響參數(shù)橫搖的發(fā)生。通過統(tǒng)一模型與簡化模型間結(jié)果對比,發(fā)現(xiàn)迎浪規(guī)則波下隨時間變化的航速對參數(shù)橫搖結(jié)果有很大影響,考慮了航速變化的統(tǒng)一模型最后達到的參數(shù)橫搖穩(wěn)定幅值普遍都會小于實用計算模型結(jié)果。采用統(tǒng)一模型對迎浪不規(guī)則波下的參數(shù)橫搖進行數(shù)值模擬,分析了不同有義波高對參數(shù)橫搖的影響。并對不規(guī)則波下的參數(shù)橫搖運動進行統(tǒng)計分析,探討