波浪作用下系泊船舶运动计算

港内船舶泊稳条件是港口设计中的一个决定因素。但到目前为止,国内外港口工程设计规范对港内泊稳标准无统一规定。由于波浪引起的船舶运动与波周期、波高及船舶频率响应特性等因素密切相关,因此不能单一地以波高或船舶运动量作为泊稳标准。本文讨论了将STF（Salvesen—Tuck—Faltinsen）法与简单格林函数法结合汁算透空式码头前的船舶运动特性,试图为此问题提供一种解决工具。与其它文献、试验数据的比较表明,本文计算值吻合良好。     

随机波浪下的船舶大幅横摇和倾覆研究

船舶大幅横摇运动是非常复杂的非线性问题也是导致船舶倾覆的主要原因之一.该文通过对船舶非线性横摇运动进行分析,建立了船舶横摇运动微分方程,引入形状滤波器,将实际海浪序列表示为白噪声后通过这一形状滤波器输出.并运用马尔科夫过程理论,采用路径积分法,在时间域内求解相应的四维Fokker-Planck方程,得到了随时间演变的船舶横摇运动的转移概率密度,结合首次通过理论,求得船舶倾覆概率分布随时间的演变过程.将理论计算结果与模型试验结果进行比较,两者吻合较好.研究结果表明,路径积分法能用于预测船舶倾覆前持续时间的概率分布,因此可为船舶设计和稳性衡准提供相关的参考.     

波浪周期对系泊船舶运动影响试验研究

系泊船舶泊稳是港口设计和营运过程中的重要问题,系泊船舶泊稳标准从实质上讲就是限制系泊船舶的运动量。较长周期波浪作用下的系泊船舶泊稳问题愈来愈受到各方的关注,选取了一艘10万吨级散货船进行横向不规则波作用下的系泊模型试验,在同一波高下变化入射波浪周期,通过系列试验,分析波浪周期对系泊船舶横移、横摇和升沉运动的影响。研究结果表明,系泊船舶横移运动量总体上均随着波浪周期的增大而增大,横移运动对波浪周期的响应敏感程度是变化的;系泊船舶横摇和升沉运动量均随着波浪谱峰周期的增大先增大然后减小,当波谱谱峰周期与相应的船舶固有周期接近时,横摇和升沉运动量均出现了一次峰值。     

混合浪作用下系泊船舶运动响应规律试验研究

采用双峰频谱模拟涌浪和风浪同时出现的混合浪,以一艘26.6万立方米的LNG船舶为试验对象,对混合浪作用下系泊船舶的运动响应规律进行物理模型试验研究。结果表明:当混合浪能量一定时,系泊船运动量大多随着低频部分波浪能量的增大而增大;在一定装载状态下,系泊船纵荡和垂荡运动量随混合浪中涌浪周期的增大逐渐增大,横荡、横倾和回转运动量峰值与船舶自然固有横荡周期存在着一定的比例关系;当混合浪中风浪条件一定时,系泊船运动量大多随着涌浪波高的增大迅速增大;当混合浪中涌浪条件一定时,风浪波高的改变对系泊船舶运动量的影响较小;在横向波浪作用下,系泊船纵倾运动受混合浪变化影响很小。     

船舶横摇运动的非线性振动与混沌

本文针对船舶非线性横摇运动模型，以波浪尺度为变参数，运用平均化方法和范德坡变换，一系统的振动解随参数变化的定性情况，然后通过数值积分和胞映射相结合的方法，确定系统的多种开熙熙攘攘夺动解。可以看到胞映地能灵活地处理各种不同形式的上子，如周期解，各阶亚谐解乃至混沌吸引子并能方便快速地求解。横摇运动的大量非线性现象，如吸引子工存，对称性碳缺，倍周期分岔等现象都被观察到，文中还给出了由一系列倍周期分岔导致     

随机海浪下的船舶非线性横摇与安全池研究

船舶大幅横摇运动是复杂的非线性问题,也是导致船舶倾覆的主要原因之一.该文通过对随机海浪下船舶非线性横摇运动进行分析,建立了横摇运动微分方程,采用数值方法在时域内对微分方程进行积分,模拟了船舶横摇运动响应,并研究了—实船在随机海浪中安全池的破损情况,得出该船的生存概率,分析了不同有义波高和航速下生存概率的变化.研究表明,数值方法以及安全池理论可用于预测船舶在随机海浪中的生存概率,从而可为船舶稳性衡准提供相关的参考.     

波浪群性作用下系泊船运动响应和统计特征值分析

码头前系泊船的运动响应与缆绳张力对于码头的运营安全至关重要。波群对系泊浮体波浪载荷特性不同于普通的随机波浪,具有一定的特殊性。该文对两种模拟波群方法进行了讨论,分析了两种模拟波群方法的特点以及群性与波浪统计特征值之间的关系。在此基础上开展了群性波浪作用下系泊船的运动响应研究,得出了谱峰因子?、群高参数GFH和群长参数GLF与波浪特征波高的变化规律。     

滑坡涌浪作用下系泊船舶安全试验研究

随着我国逐步加快在长江中上游山区河流的水利水电和港口航道工程建设,内河库港在滑坡涌浪作用下,如何保证船舶系泊安全成为一个极其关键的问题。为了提高滑坡涌浪对内河库港运行安全影响程度的认识,以江南沱口直立式高桩码头为依托,选择内河3 000 t甲板驳船为研究对象进行物理模型试验。深入分析了滑坡涌浪作用下系泊船舶系缆力和撞击能的影响因素,以及波高、水深等因素影响下系泊船舶系缆力和撞击能的变化规律。结合规范和试验数据,得出了涌浪作用下船舶系缆力和船舶撞击能的经验计算式,确定了滑坡涌浪对内河库港船舶系泊安全的影响程度,并提出了相应的对策和意见。     

基于MPC的船舶横摇运动控制方法研究

船舶在恶劣海况下会产生大幅横摇运动,严重影响船舶航行安全。如果能对船舶运动趋势进行预测,并采取一定措施进行减摇控制,将大幅提升船舶安全性。该文基于AQWA软件计算船舶运动响应,利用系统识别对波浪的记忆效应进行近似估计,结合横风横浪中单自由度横摇运动方程和船舶运动状态方程,采用模型预测控制(MPC)方法进行船舶横摇运动控制,进而达到减小横摇运动的目的。通过对标准船模5415在规则波和不规则波条件下的横摇运动及其控制模拟,结果表明：MPC方法可有效减小横摇运动幅值,可以很好地解决船舶横摇运动控制的非线性问题,因此该方法适用于船舶时域运动控制研究。该研究为横浪条件下多自由度船舶运动控制奠定了基础。     

迎浪船舶的参数横摇分析

本文该文建立了三维非线性时域模拟运动方程;应用泰勒展开得到参数共振项系数;基于势流理论给出了非线性运动方程中来波影响项系数的确定方法.分析了发生参数横摇的范围和幅度;对船舶在不同波高、不同遭遇频率下的参数横摇幅值进行了系列预报,得到船舶参数横摇的发生区域图.     

非线性横摇运动的摄动解

本文描述了船舶在突风及规则波共同作用下的非线性横摇运动方程。讨论了当波浪周期接近于船舶自由横摇固有周期时，其非线性方程的多重尺度解法，并应用李雅普诺夫稳定性理论，讨论了方程的稳定性。     

三体船横摇运动性能三维数值研究

该文运用商业软件HydroStar对在横向规则波中航行的三体船的附体位置对其横摇性能的影响进行了数值计算研究.通过计算,本文得到了十二种不同的附体配置方案在三个航速下横摇频率响应函数曲线.计算结果表明:三体船的横摇性能主要受其附体的横向位置影响,附体纵向位置对横摇性能的影响要远小于横向位置的影响,在考察的范围内,航速对三体船的横摇性能影响微弱.     

四维路径积分法解随机海浪下船舶横摇倾覆概率

该文利用二阶自回归模型制作的滤波器,将输入的白噪声转化为有色噪声以模拟真实海况的海浪谱。通过分析船舶大幅横摇运动,建立船舶非线性微分运动方程。将上述两个方程相结合,并转化为伊藤微分方程,通过路径积分法,求解相应的四维Fokker-Planck方程,得到随时间变化的船舶大幅非线性横摇运动的转移概率密度,将其与有限差分法计算得到的结果进行比较。研究结果表明,四维路径积分法具有较高的计算精度可以很好地预测船舶横摇概率分布情况,为船舶稳性衡准提供了相关参考。     

集装箱船靠泊状态下垂荡与横摇运动特性研究

该文使用边界元程序WAMIT计算了靠泊状态集装箱船在入射波激励下的垂荡与横摇运动响应特性.对于斜浪(45°)与横浪(90°)情况,研究了靠泊集装箱船在满载与空载条件下垂荡与横摇幅值随入射波频率的变化.对比开阔海域与靠泊状态下集装箱船的垂荡与横摇运动幅值,发现了靠泊状态下集装箱船垂荡与横摇最大幅值增加的现象,并通过比较两...     

横摇非线性方程的研究

本文对横摇运动的非线性方程的求解引入两种方法:迦辽金法和Cell—to—Cell映射法。同时对迦辽金法求得的解进行了稳定分析。通过对“长江口交通补给船”在规则波的运动进行计算,并把结果与试验结果作了比较,总的说来还比较一致。     

波浪条件下养殖浮球水动力系数的试验研究

该文通过试验研究获取了三种常见养殖浮球在固定状态下的水平受力,并基于改造后的Morison方程,探讨了波高参数KH、波浪周期参数KT、雷诺数Re对水动力系数DC、MC取值的影响。研究发现,波浪条件下球形结构物的受力主要是惯性力。水动力系数DC和MC基于实测历时数据,采用整体拟合法获得。研究表明,波浪参数KH、KT以及雷诺数Re对水动力系数的取值有显著影响:拖曳力系数DC与波高参数KH有较为显著的幂函数递减关系,而与波周期参数KT和雷诺数Re的关系较为离散;惯性力系数MC与波高参数KH和波周期参数KT均存在较为明显的递减规律,而随雷诺数Re的变化总体不大。最后该文给出了三种典型的养殖浮球在波浪条件下水动力系数DC和MC的经验计算公式。     

船舶横摇的参数激励及对安全性的影响

本文研究了横浪情况下的横摇参数激励问题，在时域域范围内求解了横摇参数激励方程，分析了参数激励对横摇运动响应和船舶安全性的影响。     

船舶在波浪中大幅度运动的工程算法

本文基于切片理论，计入船体运动时湿表面及其对船体流体动力性能的影响，提出了一种船舶在波浪中大幅度运动的工程估算方法，并通过对一系列６０船型计算，考虑了船舶在迎流中大幅度运动昱的运动特性、与波面的相对运动和船体瞬时受力。这一方法简单实用，对船舶方案设计有积极的意义。     

纵向运动与横摇非线性耦合对安全池的影响

本文从流场势能公式出发,考虑了船舶运动对流场势能的贡献,导出了船舶非线性运动方程中恢复力及恢复力矩系数的计算公式。从非线性流体静力和静力矩表达式可知,垂荡和纵摇与横摇运动之间存在非线性耦合。垂荡对横摇非线性静力耦合的影响主要取决于水线面面积、重心的垂向位置,以及垂荡响应幅值和遭遇周期。纵摇对横摇的非线性影响除以上参数外,还与漂心的纵向位置有关。同时还提供了纵向运动与横摇非线性耦合对安全池显著影响的数值模拟算例。     

不同试验条件下水工混凝土含气特性试验研究

为研究不同试验条件对水工混凝土拌和物含气量的影响,从环境温度、振实时间、单次拌和量3个方面,分析了试验条件对坍落度为50～70 mm的常态混凝土和140～160 mm的泵送混凝土含气量的影响。结果表明：环境温度与混凝土含气量成递减关系,当环境温度从10℃上升至35℃时,常态混凝土的含气量下降41.2%,泵送混凝土的含气量下降30.9%。含气量损失率随环境温度升高呈递增,当环境温度超过25℃时,含气量经时损失比较明显。随着混凝土振实时间延长,含气量呈下降趋势,当振实时间从5 s延长至30 s时,常态混凝土的含气量降低33.3%,泵送混凝土的含气量降低56.1%。混凝土含气量随单次拌和量增加而增大,当单次混凝土拌和量从搅拌机容量的20%增加至80%时,常态混凝土的含气量增加32.5%;泵送混凝土的含气量增加34.9%。研究结论可为现场施工及室内混凝土含气量控制提供参考依据。