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船舶横摇状态下行人疏散速度分析

大连海事大学学报 2023年第3期49卷 45-50,60页

作者：王艺航刘正江房斯明王新建张新宇大连海事大学航海学院辽宁大连116026

为研究船舶横摇对行人疏散速度的影响,通过计算行人在横摇运动空间中不同维度的受力,依据实时更新的横摇角度和角速度,建立一种考虑船舶横摇运动的三维动态社会力模型。以横摇幅度和横摇周期为变量,设置多场景的仿真实验,计算行人平均... 详细信息

为研究船舶横摇对行人疏散速度的影响,通过计算行人在横摇运动空间中不同维度的受力,依据实时更新的横摇角度和角速度,建立一种考虑船舶横摇运动的三维动态社会力模型。以横摇幅度和横摇周期为变量,设置多场景的仿真实验,计算行人平均运动速度和疏散时间,分析不同横摇状态下的行人运动规律。仿真结果表明:相较静态倾斜,船舶横摇进一步导致行人移动速度衰减及疏散进程延缓,随着横摇幅度增大,行人速度不断降低,横摇幅度超过15°后,疏散时间迅速增加;增大船舶横摇周期对疏散过程有一定的积极影响,可以有效提升人员行走速度,减少疏散时间,但其影响程度仍与横摇幅度有关;在相同横摇幅度情况下,当横摇周期达到10 s及以上时,疏散效率可以显著提高。研究结果可为设计人员提升船舶安全性和管理者制定人员疏散决策提供理论依据和技术支撑。

关键词：船舶安全船舶横摇社会力模型行人运动疏散仿真

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粘性等效船舶横摇运动降阶预报方法

哈尔滨工程大学学报 2023年第1期44卷 109-116页

作者：姜宜辰宗鸿运刘世杰孙哲张桂勇大连理工大学船舶工程学院大连辽宁116024 宁波远洋运输股份有限公司浙江宁波315040 大连理工大学工业装备与结构分析国家重点实验室大连辽宁116024

针对船舶耐波性中的经典横摇问题,本文提出一种针对横摇运动预报的粘性等效降阶方法。在该方法计算框架中,首先采用粘流模型和无粘模型分别模拟船体的强迫放大运动,预报不同运动幅度下的水动力力矩。其次,应用能量等效法获取船舶横摇阻... 详细信息

针对船舶耐波性中的经典横摇问题,本文提出一种针对横摇运动预报的粘性等效降阶方法。在该方法计算框架中,首先采用粘流模型和无粘模型分别模拟船体的强迫放大运动,预报不同运动幅度下的水动力力矩。其次,应用能量等效法获取船舶横摇阻尼随KC数变化的修正函数。最后,在横摇运动响应预报中,基于欧拉方程求解无粘流体,应用获取的阻尼修正函数,对横摇阻尼进行实时修正,以提高预报精度。为验证该方法的有效性,分别采用VEROM模型和RANS粘性模型对典型二维船体中段的横摇响应进行预报,对比结果表明:VEROM模型与RANS模型预报精度相当,但前者的计算时间可缩减到RANS模型的5%。

关键词：船舶横摇非线性阻尼降阶方法粘性修正强迫放大水动力力矩能量等效法实时修正

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目标海域中航行船舶横摇谱密度值的预报策略

船舶力学 2023年第10期27卷 1487-1495页

作者：朱倩云梁玉珂沈林维浙江大学海洋学院浙江舟山316021

横摇功率谱密度的预报是船舶耐波性分析的重要环节。本文以带有舭龙骨的船舶模型DTMB 5512为研究对象,采用CFD方法对船舶横摇频率响应进行计算。首先利用重叠网格法建立船舶在自由液面中横摇运动的数值模型,进而在可靠验证的基础上,数... 详细信息

横摇功率谱密度的预报是船舶耐波性分析的重要环节。本文以带有舭龙骨的船舶模型DTMB 5512为研究对象,采用CFD方法对船舶横摇频率响应进行计算。首先利用重叠网格法建立船舶在自由液面中横摇运动的数值模型,进而在可靠验证的基础上,数值研究航速、遭遇频率和波浪方向对船舶横摇响应的影响;接着,基于P-M波谱公式推导出海浪自相关函数表达式,结合目标海域的海浪数据对其进行参数修正,获取该目标海域的自相关函数,从而得到目标海域海浪谱;最后,将频率响应谱与该目标海浪谱相结合,得到横摇谱密度。

关键词：船舶横摇计算流体力学海浪谱海浪自相关函数

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船舶横摇状态下的行人疏散速度数值分析

大连海事大学学报 2023年

作者：王艺航刘正江房斯明王新建张新宇大连海事大学航海学院

为研究船舶横摇对行人疏散速度的影响，通过计算行人在横摇运动空间中不同维度的受力，依据实时更新的横摇角度和角速度，建立一种考虑船舶横摇运动的三维动态社会力模型。以横摇幅度和横摇周期为变量，设置多场景的仿真实验，计算行人... 详细信息

为研究船舶横摇对行人疏散速度的影响，通过计算行人在横摇运动空间中不同维度的受力，依据实时更新的横摇角度和角速度，建立一种考虑船舶横摇运动的三维动态社会力模型。以横摇幅度和横摇周期为变量，设置多场景的仿真实验，计算行人平均运动速度和疏散时间，分析不同横摇状态下的行人运动规律。仿真结果表明：相比较静态倾斜，船舶横摇进一步导致行人移动速度衰减且延缓疏散进程；随着横摇幅度的增大，行人速度不断降低，在横摇幅度超过15°后，疏散时间迅速增加；增大船舶横摇周期对疏散过程有一定的积极影响，可以有效提升人员行走速度，减少疏散时间，但其影响程度仍与横摇幅度有关；在相同横摇幅度情况下，当横摇周期达到10 s及以上，疏散效率可以显著的提高。研究结果可以为设计人员提升船舶安全性和管理者制定人员疏散决策提供理论依据和技术支撑。

关键词：船舶安全船舶横摇社会力模型行人运动疏散仿真

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有界噪声激励下船舶横摇系统的响应分析

动力学与控制学报 2023年第5期21卷 35-43页

作者：郑丽文王神龙衢州职业技术学院机电工程学院衢州324000 上海理工大学机械工程学院上海200093

本文提出了一种改进的基于Jacobi椭圆函数的随机平均法,用于求解有界噪声激励下船舶横摇系统的随机响应问题.对谐波及有界噪声激励下的船舶横摇模型进行了局部灵敏度分析,研究了系统参数对船舶横摇角的影响,为之后随机分析奠定了基础.... 详细信息

本文提出了一种改进的基于Jacobi椭圆函数的随机平均法,用于求解有界噪声激励下船舶横摇系统的随机响应问题.对谐波及有界噪声激励下的船舶横摇模型进行了局部灵敏度分析,研究了系统参数对船舶横摇角的影响,为之后随机分析奠定了基础.通过引入Jacobi椭圆函数,导出随机微分方程,应用随机平均法得到了关于横摇运动幅值和相位的伊藤方程,进一步求解相应的Fokker-Planck-Kolmogorov(FPK)方程,得到幅值概率密度.将该方法应用于有界噪声激励下船舶横摇系统,研究了系统的随机响应特性,通过与蒙特卡洛数值模拟结果比较验证了该方法的可行性与准确性.该方法所得的随机响应结果与灵敏度分析结果一致:激励幅值E,外激频率Ω,线性刚度系数γ对船舶横摇系统产生较大的影响,其余参数不影响船舶横摇运动的振幅,只对概率峰值的高度有影响.

关键词： Jacobi椭圆函数随机平均法船舶横摇随机响应灵敏度分析

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基于渐进法的船舶横摇非线性阻尼系数识别

船舶力学 2019年第11期23卷 1300-1309页

作者：孙金伟邵萌邵珠晓李选群万晓正赵环宇刘海丰中国海洋大学工程学院青岛266100 山东省海洋工程重点实验室青岛266100 齐鲁工业大学(山东省科学院)海洋仪器仪表研究所青岛266001 山东省海洋环境监测技术重点实验室青岛266001

阻尼对于海浪中船舶的横摇运动响应预报至关重要。本文基于渐进法,利用自由横摇衰减数据,提出了一种适用于船舶大幅横摇运动的非线性阻尼系数识别方法。非线性阻尼选用线性加二阶模型,非线性回复力矩可以是任意形式的奇函数。通过数值... 详细信息

阻尼对于海浪中船舶的横摇运动响应预报至关重要。本文基于渐进法,利用自由横摇衰减数据,提出了一种适用于船舶大幅横摇运动的非线性阻尼系数识别方法。非线性阻尼选用线性加二阶模型,非线性回复力矩可以是任意形式的奇函数。通过数值方法模拟生成自由横摇衰减曲线,采用本文方法识别阻尼系数,验证方法的有效性。开展不同横摇角幅值下的参数研究,将不同船舶横摇方程的阻尼系数识别结果与其他方法的估算结果进行对比分析,验证了本文方法的高精度。最后,将本文方法应用于船舶自由横摇衰减实测数据,识别其非线性阻尼系数,数值模拟结果与试验数据一致性较好。研究表明该方法精度高,易操作,适用于大角度横摇和强非线性回复力矩条件下非线性阻尼系数的识别。

关键词：船舶横摇非线性阻尼系数识别自由衰减试验渐进法

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船舶横摇倾覆迈尔尼科夫分析

大连海事大学学报 2009年第2期35卷 19-22页

作者：王迎光上海交通大学船舶与海洋工程系上海200240

为理性分析船舶大幅值横摇倾覆现象,推导出有关船舶横摇倾覆的迈尔尼科夫衡准公式,并据该式计算了对应于特定系统参数的临界外激励值.为验证该迈尔尼科夫衡准公式的正确性,选取一组外激励值,并且计算了对应于各个激励值的最大李雅谱诺... 详细信息

为理性分析船舶大幅值横摇倾覆现象,推导出有关船舶横摇倾覆的迈尔尼科夫衡准公式,并据该式计算了对应于特定系统参数的临界外激励值.为验证该迈尔尼科夫衡准公式的正确性,选取一组外激励值,并且计算了对应于各个激励值的最大李雅谱诺夫指数值.计算结果显示,两种方法给出的预报有很好的吻合性.

关键词：船舶横摇混沌迈尔尼科夫衡准李雅谱诺夫指数

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基于MLP方法的船舶大幅横摇近似解析解

华南理工大学学报（自然科学版） 2015年第4期43卷 63-68页

作者：刘亚冲胡安康韩凤磊汪春辉哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001 中集船舶海洋工程设计研究院上海201206

具有一定精度的近似解析解可以将船舶横摇运动特征直接与船体参数相联系,便于分析船体参数对横摇运动及稳定性的影响.文中考虑阻尼力矩和恢复力矩的非线性建立了船舶在规则波中的横摇运动方程;为了克服弱非线性的局限性,采用改进的Linds... 详细信息

具有一定精度的近似解析解可以将船舶横摇运动特征直接与船体参数相联系,便于分析船体参数对横摇运动及稳定性的影响.文中考虑阻尼力矩和恢复力矩的非线性建立了船舶在规则波中的横摇运动方程;为了克服弱非线性的局限性,采用改进的Lindstedt-Poincare(MLP)方法对横摇运动方程进行摄动求解,经细致推导得到精确至二阶的解析解(静水中)和精确至一阶的解析解(波浪中).最后对一目标船分别采用MLP和数值算法进行求解,验证了近似解析解的正确性.

关键词：船舶横摇非线性 MLP方法近似解析

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基于陀螺减摇装置的船舶横摇减摇研究

船舶 2022年第4期33卷 124-131页

作者：刘义夏召丹汤雅敏张杰杰范佘明上海市船舶工程重点实验室中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011 喷水推进技术重点实验室上海200240

船舶在航行过程中需要减摇系统来抵抗风浪,从而使其能够稳定作业,并提高安全性和船员的舒适度。陀螺减摇装置作为一种非常有效的减摇装置,其优点是其完全在船体内发挥作用,不需要足够的可移动质量来产生控制力矩。该文首先建立了船舶在... 详细信息

船舶在航行过程中需要减摇系统来抵抗风浪,从而使其能够稳定作业,并提高安全性和船员的舒适度。陀螺减摇装置作为一种非常有效的减摇装置,其优点是其完全在船体内发挥作用,不需要足够的可移动质量来产生控制力矩。该文首先建立了船舶在随机海浪中的非线性波浪力扰动模型,并结合陀螺减摇装置工作原理,建立船舶与陀螺减摇装置联合动力学模型,分别为自然驱动和控制器驱动的2种陀螺稳定器模型,构造了相应的MATLAB Simulink船舶运动控制仿真框图。仿真结果表明:自然驱动和控制器驱动的陀螺稳定器都能通过轮子高速旋转和进动角变化的陀螺效应来减小横摇。与自然驱动的陀螺稳定器相比,控制器驱动的陀螺稳定器能更有效地减少船舶非线性横摇运动。

关键词：船舶横摇陀螺减摇装置不规则波浪控制进动角