船舶在縱橫搖耦合下的非線性動力學(xué)特性研究.pdf

1、在船舶耐波性的研究過程中發(fā)現(xiàn)波浪以及船舶自身的一些因素會對船舶的運動狀態(tài)產(chǎn)生影響，這些因素將會導(dǎo)致船舶呈現(xiàn)出六自由度搖蕩運動。在一定程度上，這些搖蕩運動及其產(chǎn)生的復(fù)雜的動力學(xué)效應(yīng)會降低船舶的穩(wěn)定性和安全性。在船體坐標(biāo)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(zhǔn)確的掌握船舶橫搖運動和縱搖運動的各種非線性動力學(xué)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(xué)行為是考察船舶穩(wěn)定性的關(guān)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(xué)模型
　　本文以水平約束下處于自由模式的船舶系統(tǒng)作為研究對象，假設(shè)船舶初始時處于正浮狀態(tài)，沒有航速。在此基礎(chǔ)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(dǎo)出船舶系統(tǒng)動能、勢能、阻尼力矩、波浪力和規(guī)則波復(fù)原擾動力矩的表達式，最后在拉格朗日方程的基礎(chǔ)上，建立了假設(shè)船舶參數(shù)下的縱橫搖耦

3、合運動數(shù)學(xué)模型。
　?。?）分析船舶單自由度橫搖與縱搖運動的動力學(xué)特性
　　在前面推導(dǎo)的動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，采用經(jīng)典的龍格庫塔法對方程組進行數(shù)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(shù)對船舶單自由度橫搖和縱搖運動動力學(xué)特性的影響。
　?。?）分析船舶在縱橫搖耦合作用下的動力學(xué)特性
　　通過數(shù)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(shù)對船舶縱橫