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渔船随浪、尾斜浪下骑浪/横甩直接数值模拟

华中科技大学学报（自然科学版） 2021年第4期49卷 44-49页

作者：张宝吉陈思源上海海事大学海洋科学与工程学院上海201306 上海海事大学商船学院上海201306

为了更加准确地评估船舶在波浪中航行的安全性,以四自由度操纵性方程为基础,研究增加艏向角和浪向角以改变船舶航向、增加舵角控制方程来模拟舵效下降、增加横摇角参数来判断船舶是否倾覆,以及打出最大舵角仍然无法保持航向等典型横甩现... 详细信息

为了更加准确地评估船舶在波浪中航行的安全性,以四自由度操纵性方程为基础,研究增加艏向角和浪向角以改变船舶航向、增加舵角控制方程来模拟舵效下降、增加横摇角参数来判断船舶是否倾覆,以及打出最大舵角仍然无法保持航向等典型横甩现象.以国际船模试验池会议船(ITTC ship)A2渔船为例,在波长船长比为1、波陡为1/15的海况下,进行随浪和尾斜浪海况模拟.通过突然改变的理念成功模拟出该船的典型横甩现象,并将部分模拟数据同已有试验值进行了对比,结果符合较好.在此基础上,进行了波浪参数分析,研究了不同波长船长比、不同螺旋桨转速、不同波陡下的船舶运动规律.

关键词：二代完整稳性骑浪横甩直接数值模拟 ITTC ship A2渔船

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双桨双舵内倾船型的横甩失稳运动预报研究

船舶力学 2024年第9期28卷 1307-1316页

作者：储纪龙顾民鲁江中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

目前国际海事组织(IMO)已经发布了第二代完整稳性衡准骑浪/横甩直接稳性评估方法的最终指南,如何准确高效地数值预报骑浪/横甩运动是目前骑浪/横甩直接稳性评估方法中亟待解决的关键问题。本文构建一个纵荡-横荡-垂荡-横摇-纵摇-首摇六... 详细信息

目前国际海事组织(IMO)已经发布了第二代完整稳性衡准骑浪/横甩直接稳性评估方法的最终指南,如何准确高效地数值预报骑浪/横甩运动是目前骑浪/横甩直接稳性评估方法中亟待解决的关键问题。本文构建一个纵荡-横荡-垂荡-横摇-纵摇-首摇六自由度运动耦合的数学模型,该数学模型首先在纵荡-横荡-横摇-首摇四自由度操纵性数学模型基础上考虑垂荡和纵摇运动的影响,采用基于加强积分的切片法求解垂荡和纵摇运动的幅值和相位,可以有效解决尾浪中高航速船舶直接耐波性时域计算容易发散的问题;其次,船舶在波浪中的Froude-Krylov力和绕射力是通过对船体平均湿表面进行压力积分获得的。同时,在数学模型中还考虑非线性水动力导数、静水横倾产生的水动力和非线性横摇阻尼等因素。在螺旋桨推力和舵力模型中考虑由于波浪粒子速度和船舶速度共存产生的水动升力的影响,舵力模型中还加入了垂荡、纵摇运动对波浪中双舵实时出入水导致的舵力动态变化。最后,以双桨双舵的ONR内倾船型为研究对象,开展尾斜浪中骑浪/横甩数值预报,分析船-波的初始相对位置对船舶骑浪/横甩运动的影响。计算结果表明,文中建立的六自由度骑浪/横甩数学模型具有足够的计算精度,可以用于骑浪/横甩的直接稳性评估。

关键词：第二代完整稳性衡准直接稳性评估横甩内倾船

骑浪/横甩薄弱性衡准和模型试验研究（英文）

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船舶力学 2018年第3期22卷 287-295页

作者：顾民储纪龙韩阳鲁江中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 江苏省绿色船舶技术重点实验室江苏无锡214082

目前国际海事组织(IMO)正在制定的第二代完整稳性衡准,其中就包括骑浪/横甩薄弱性衡准。文章首先介绍了最新骑浪/横甩薄弱性衡准方法,应用自编的衡准软件进行样船计算,分析了当前衡准的适用性。其次,开展了内倾船型在随浪和尾斜浪中的骑... 详细信息

目前国际海事组织(IMO)正在制定的第二代完整稳性衡准,其中就包括骑浪/横甩薄弱性衡准。文章首先介绍了最新骑浪/横甩薄弱性衡准方法,应用自编的衡准软件进行样船计算,分析了当前衡准的适用性。其次,开展了内倾船型在随浪和尾斜浪中的骑浪/横甩试验,试验中获得了四种与骑浪/横甩相关的运动特性:周期运动、稳定骑浪、横甩和横甩导致的倾覆,而且在某波浪条件下观察到船舶连续发生三次横甩的现象。最后,将内倾船型的骑浪/横甩薄弱性衡准计算结果与试验结果进行对比,验证了衡准方法对于内倾船型的适用性。

关键词：第二代完整稳性衡准骑浪横甩模型试验

规则波中船舶艏摇运动失稳及横甩临界波高分析

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2021年第5期54卷 450-457页

作者：王丽元李焱封培元刘震刘峥唐友刚天津大学建筑工程学院水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 上海市船舶工程重点实验室上海200011 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011

本文研究了船舶艏摇运动失稳及发生横甩运动的临界波高.建立船舶艏摇运动响应单自由度方程模拟船舶艏摇运动,以内倾船为例,分别采用多尺度法和龙格库塔法求解艏摇运动方程.基于多尺度法求出了运动方程的1阶近似解,给出了艏摇运动是否发... 详细信息

本文研究了船舶艏摇运动失稳及发生横甩运动的临界波高.建立船舶艏摇运动响应单自由度方程模拟船舶艏摇运动,以内倾船为例,分别采用多尺度法和龙格库塔法求解艏摇运动方程.基于多尺度法求出了运动方程的1阶近似解,给出了艏摇运动是否发生失稳的条件以及稳定运动的参数域.针对解析方法得到的稳定域和非稳定域范围,分别选取稳定域和不稳定域内的典型工况,数值求解船舶横艏摇运动方程,得到船舶艏摇角的运动时历曲线,通过数值方法对解析结果进行验证.分析遭遇频率为船舶固有频率的2倍及不同波高下的运动响应特性,通过艏摇角的时间历程曲线和相图判断船舶是否发生横甩失稳现象,得出了船舶的艏摇运动幅值随波高的变化趋势.船舶在2倍频下的艏摇运动随波高变化出现分岔,由分岔图确定船舶发生横甩的临界波高.研究表明,本文建立的艏摇运动和横甩分析模型,采用非线性动力学的分岔方法分析船舶的艏摇运动失稳和预报横甩的临界条件,可以用于进行波浪中船舶的横甩分析,是一种可行的方法.船舶艏摇运动方程中的参数激励项随波高的增加逐渐增加,达到临界波高后,船舶的艏摇角响应幅值会大幅度地增加,船舶发生横甩失稳运动.

关键词：横甩规则波非线性动力学分岔

波导升力矩对快速船在尾斜浪中横甩的影响(英文)

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船舶力学 2002年第6期6卷 46-54页

作者：华建波瑞典皇家工学院造船系

本文结合船舶操纵性和耐波性理论及其研究成果 ,引入一等效首摇角速度的概念表达环绕横甩中的船舶的波导水质点速度 ,由此可以用静水中船舶操纵运动的水动力导数 Nr′估算波导升力矩。数值计算比较表明 :波导升力矩与Froude -Krylov力... 详细信息

本文结合船舶操纵性和耐波性理论及其研究成果 ,引入一等效首摇角速度的概念表达环绕横甩中的船舶的波导水质点速度 ,由此可以用静水中船舶操纵运动的水动力导数 Nr′估算波导升力矩。数值计算比较表明 :波导升力矩与Froude -Krylov力矩是属同一数量级。本文还讨论了横甩后的不稳定机理。

关键词：快速船尾斜浪横甩波导升力矩不稳定机理船舶操纵性耐波性

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横甩研究概况与发展方向

船舶工程 2002年第4期24卷 4-8页

作者：陶醉张惠康海军工程大学博士研究生430033

介绍了非线性动力学理论在船舶横甩研究中的应用 ,总结了近年来横甩研究的主要方法和结论。

关键词：发展方向横甩非线性动力学船舶研究现状

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计及舵出水效应的横甩运动数值模型研究

中国造船 2017年第A1期58卷 152-161页

作者：于立伟马宁王树青中国海洋大学山东省海洋工程重点试验室青岛266100 上海交通大学海洋工程国家重点试验室上海200240

骑浪横甩是船舶在尾随浪下倾覆的主要原因之一.尾随浪下舵出水导致的舵效损失是横甩的重要成因.论文在现有骑浪横甩数值模型的基础上,提出一个改进模型,用以考虑舵附近波浪粒子速度修正和舵出水引起的舵面积及展弦比的变化等因素的影响... 详细信息

骑浪横甩是船舶在尾随浪下倾覆的主要原因之一.尾随浪下舵出水导致的舵效损失是横甩的重要成因.论文在现有骑浪横甩数值模型的基础上,提出一个改进模型,用以考虑舵附近波浪粒子速度修正和舵出水引起的舵面积及展弦比的变化等因素的影响.通过与原有模型的对比验证了改进模型的有效性.然后基于改进模型对不同工况下的ITTC ShipA2渔船的骑浪横甩运动进行数值模拟,通过与原有模型结果对比,分析舵出水对横甩运动的影响.在骑浪发生时,舵浸深大幅减小且舵前来流速度被波浪粒子速度削弱,它们造成了尾随浪下的舵效损失.验证了舵出水是骑浪后横甩运动的主要成因,且舵出水的影响主要发生在高傅汝德数时.还提出一个简化模型,采用舵半浸来等效舵出水的影响,以期能应用于骑浪横甩的第二代完整稳性衡准.

关键词：骑浪横甩船舶倾覆舵出水统一模型

维普期刊数据库评论

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维普期刊数据库

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骑浪/横甩薄弱性衡准的评估方法

上海海事大学学报 2016年第2期37卷 29-34页

作者：虞驰程胡以怀张宝吉陈彦臻邢辉上海海事大学商船学院上海201306 上海海事大学海洋科学与工程学院上海201306

针对目前国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)正在讨论制定的第二代完整稳性衡准草案中的骑浪/横甩这一稳性失效模式,研究第二层薄弱性衡准评估方法.基于波浪理论计算波浪纵荡力,运用Melnikov方法预报骑浪临界值,采... 详细信息

针对目前国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)正在讨论制定的第二代完整稳性衡准草案中的骑浪/横甩这一稳性失效模式,研究第二层薄弱性衡准评估方法.基于波浪理论计算波浪纵荡力,运用Melnikov方法预报骑浪临界值,采用数值分析方法求解推力和阻力平衡方程,开发骑浪/横甩第二层薄弱性衡准的计算程序.结果表明,C11集装箱船计算结果与IMO给出的参考值相差3%.该方法可为建立新一代完整稳性的衡准技术框架提供参考.

关键词：完整稳性骑浪横甩波浪理论 Melnikov方法数值分析

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船舶在随浪中的运动与横甩预报

船舶 2001年第1期12卷 38-42页

作者：范佘明

本文在水平的随船坐标系下 ,建立了船舶在波浪中的六自由度操纵运动方程。进行船舶在波浪中的回转运动和 Z形操纵运动模型试验 ,验证数学模型的正确性。通过不同波浪和航速条件下船舶 Z形操纵运动的模拟计算 ,预报船舶在随浪中的横甩 ,... 详细信息

本文在水平的随船坐标系下 ,建立了船舶在波浪中的六自由度操纵运动方程。进行船舶在波浪中的回转运动和 Z形操纵运动模型试验 ,验证数学模型的正确性。通过不同波浪和航速条件下船舶 Z形操纵运动的模拟计算 ,预报船舶在随浪中的横甩 ,预报结果与试验结果比较一致。

关键词：操纵运动船舶波浪横甩模型试验