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- 船舶骑浪/横甩稳性研究进展综述
- 2024年
- 骑浪/横甩是国际海事组织纳入船舶第二代完整稳性衡准规范的5种新稳性失效模式之一,因其强非线性和混沌特质被认为是所有失效模式中最复杂的1种,故具有很高的学术研究价值。该文介绍了近年来与骑浪/横甩相关的研究工作,阐述相关的理论预报、数值仿真、模型试验、衡准规范等研究进展情况,以及骑浪/横甩对船型设计和营运的影响,并结合当前研究现状,分析目前尚未完全解决的重点问题和亟待突破的瓶颈技术,为后续研究工作重点关注方向提供参考。
- 封培元封培元魏跃峰
- 关键词:横甩
- 双桨双舵内倾船型的横甩失稳运动预报研究
- 2024年
- 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。
- 储纪龙顾民鲁江
- 关键词:横甩
- 喷水推进船舶骑浪横甩薄弱性衡准校核方法
- 2024年
- 当前国际海事组织(IMO)二代稳性规范中骑浪/横甩稳性失效模式的第二层薄弱性衡准校核方法仅适用于采用常规螺旋桨推进方式的船舶。然而,采用喷水推进方式的船舶同样属于该稳性失效模式的敏感船型,因此有必要建立此类船舶的规范校核方法。本研究通过类比螺旋桨推力模型,建立喷水推进系统的力学模型,在不改变当前骑浪/横甩第二层薄弱性衡准校核理论方法和框架的前提下,通过最少的流程变动实现适用于喷水推进船舶的第二层薄弱性衡准校核,并基于实泵数据和样船算例证明所提出方法的有效性。基于研究成果形成专门针对喷水推进船舶的规范校核方法,突破当前规范在船舶推进方式方面的局限性,不但使规范变得更为完备,而且能为喷水推进船舶的稳性安全评估提供有利的技术支撑。
- 封培元封培元范佘明
- 关键词:喷水推进
- 船体形状对骑浪/横甩薄弱性影响分析
- 随着世界经济的蓬勃发展,海上运输做出了杰出贡献,越来越多的船舶被投入使用,所以船舶在波浪中的航行安全就变得尤为重要。目前国际海事组织已经完成对船舶第二代完整稳性衡准的制定并开始应用,该衡准共有五种稳性失效模式:骑浪/横甩...
- 马帅
- 基于直接计数法的船舶横甩发生概率估计探究
- 2022年
- 国际海事组织(IMO)船舶第二代完整稳性衡准进入试用期,该文针对不规则波中的骑浪/横甩稳性失效模式开展研究,采用六自由度数值模型,选取具有不同航速、浪向、波浪谱截断区域和GM值,进行大量的重复数值模拟,再现了船舶发生骑浪/横甩现象的过程。文中使用希尔伯特变换计算瞬时波速来识别增速状态,定量研究了船舶发生增速、横甩、显著艏摇和横摇的概率。研究发现,增速的发生与骑浪密切相关,其概率估计是随着航速的增加而增大,多数船舶在经历相对较长的持续增速后倾覆;同时,波浪谱频率截断范围对增速的概率估计有较大影响。在同一航速下,增速后横甩的概率评估随着浪向角的增大而急剧增加,当浪向角达到30°时,在高航速下,横甩的总持续时间可占增速总持续时间的30%~50%。随着航速的增加,发生横甩的时间在显著艏摇总时间的占比逐渐增大至60%~80%,表明船舶在高航速下发生的艏摇主要是由横甩造成。与增速后横甩的概率变化规律相同,显著横摇的概率估计值均随浪向角增加而增加。该文定量研究增速、横甩、显著艏摇和横摇的概率评估,为IMO船舶二代完整稳性衡准的应用提供了技术支撑。
- 曲德才于立伟王树青马宁
- 关键词:船型参数
- 船型参数对骑浪/横甩薄弱性衡准的敏感性分析
- 目前,国际海事组织(IMO)已完成第二代完整稳性衡准的制定,其中就包括骑浪/横甩薄弱性衡准,用以评估船舶在波浪中发生骑浪/横甩的概率,确保船舶在实际海况中安全航行。本研究首先以易于发生骑浪/横甩稳性失效的样船为例,选取船...
- 储纪龙黄苗苗曾柯王田华卜淑霞
- 关键词:横甩船型参数船型变换
- 考虑波浪漂移力的渔船骑浪/横甩计算和临界区域规避被引量:2
- 2022年
- 船舶在发生骑浪横甩时表现出很强的非线性特征,是二代完整稳性中机理最复杂的1种失效模式。船舶在低频运动时所产生的波浪漂移力也会对运动状态产生一定影响。因此,以四自由度操纵性方程MMG模型为基础,将经验公式计算的波浪漂移力加入到波浪力公式中,研究考虑波浪漂移力影响的船舶骑浪横甩数值计算方法,分析不同波长船长比,船舶运动状态的变化规律。此外,还对船舶航行的临界危险区域进行预测,判断船舶在航行时的安全速度和稳定航向角,将仿真出的图像和日本船舶互保协会的实验数据及规范公式所给的界限进行对比,提出规避危险区域的意见。
- 叶沈阳陈思源何适张宝吉
- 关键词:规避
- 在随浪、尾斜浪下ONR舰船骑浪横甩直接数值模拟被引量:1
- 2022年
- 为减小由横甩导致的船舶倾覆概率,以四自由度MMG操纵性方程为基础,通过增加艏向角来改变航向,增加横摇角来判断船舶是否倾覆,增加舵角控制方程来模拟舵效下降,对典型横甩现象进行模拟。以ONR舰船为例,在波长船长比为1、波陡为1/15的海况下,进行随浪和尾斜浪下的航行模拟。基于突然改变的理念成功模拟出该船的典型横甩现象,模拟结果与已有实验值基本一致,证实了本文所提出的ONR舰船骑浪横甩直接模拟方法的可靠性。
- 张宝吉王吴锐
- 关键词:横甩直接数值模拟
- 一种规则波中船舶横甩非线性动力学分析方法
- 本发明公开了一种规则波中船舶横甩非线性动力学分析方法:建立船舶在规则波中的艏摇运动微分方程;根据非线性动力学理论,确定船舶发生横甩运动的稳定域和不稳定域的边界,并得到船舶艏摇运动微分方程解的稳定域示意图,根据稳定域示意图...
- 王丽元刘峥李焱唐友刚童波
- 船舶骑浪横甩的非线性动力学特性研究被引量:1
- 2021年
- 骑浪是指尾浪下航行的船舶被波浪捕获以波速航行时的运动状态。此时的船舶具有一定的不稳定性,容易导致横甩倾覆等危险情况发生。论文从非线性动力学的角度出发,开展了船舶骑浪横甩的研究,采用4自由度非线性数学模型分析骑浪系统的固定点及其局部稳定性。通过计算发现,利用非线性动力学方法求解得到的骑浪固定点可以分为波峰附近固定点和波谷附近固定点,且两类固定点的局部动力学特性具有明显差异。船舶在波峰附近固定点处具有明显的纵荡不稳定性,而在波谷附近固定点处则具有明显的艏摇不稳定性。根据船舶在骑浪固定点附近的运动迹线,讨论了船舶骑浪横甩过程中的不同运动特性并求解了骑浪阈值。
- 张海春于立伟鲁江顾民
- 关键词:非线性动力学
相关作者
- 顾民

- 作品数:137被引量:355H指数:12
- 供职机构:中国船舶科学研究中心
- 研究主题:船舶 稳性 参数横摇 衡准 完整稳性
- 鲁江

- 作品数:104被引量:143H指数:7
- 供职机构:中国船舶科学研究中心
- 研究主题:参数横摇 船舶 稳性 衡准 完整稳性
- 封培元

- 作品数:53被引量:45H指数:4
- 供职机构:中国船舶及海洋工程设计研究院
- 研究主题:横甩 船舶 完整稳性 耐波性 浮油
- 马宁

- 作品数:200被引量:366H指数:9
- 供职机构:上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
- 研究主题:船舶 耐波性 波浪 船舶结构 CFD
- 韩阳

- 作品数:24被引量:29H指数:3
- 供职机构:中国船舶科学研究中心
- 研究主题:横甩 船舶 衡准 船舶操纵性 操纵性