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原文传递一种基于海浪谱的船舶实时波浪干扰解析方法

专利名称：	一种基于海浪谱的船舶实时波浪干扰解析方法
摘要：	本发明公开了一种基于海浪谱的船舶实时波浪干扰解析方法，包括：S1:根据实际需要选取海浪谱形式；S2:由海浪参数信息表或海上浮标获取的方式获取海浪数据；S3：使用等间隔或等能量法对海浪谱进行离散化；S4：结合随机海浪理论及海浪谱定义获取该海况下的所有组成波幅值；S5：将海浪信息代入海浪干扰公式中，求得三自由度上的海浪干扰并将其作用在船舶上。该方法因考虑海浪特性及船舶特性等多重因素具有实时性强、真实性好等优势，由于结合考虑了海浪及船舶自身特性，以及船舶与海浪之间的关系，可直接将解析后的海浪干扰作用在船舶上，在海浪建模仿真和船舶运动控制领域具有广泛的应用前景。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	大连海事大学
发明人：	慕东东;郎中祺;范云生;赵永生;贺小檬
专利状态：	有效
申请日期：	2023-07-11T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-10T00:00:00+0800
申请号：	CN202310847190.X
公开号：	CN117034563A
代理机构：	大连东方专利代理有限责任公司
代理人：	李馨
分类号：	G06F30/20;G01M10/00;G06F18/213;G;G06;G01;G06F;G01M;G06F30;G01M10;G06F18;G06F30/20;G01M10/00;G06F18/213
申请人地址：	116026 辽宁省大连市高新园区凌海路1号
主权项：	1.一种基于海浪谱的船舶实时波浪干扰解析方法，其特征在于包括：根据实际需要选取海浪谱形式；基于海浪参数表或海上浮标获取的方式获取海浪数据；使用等间隔或等能量法对海浪谱进行离散化处理；结合随机海浪理论及海浪谱定义获取该海况下的所有组成波幅值；将海浪信息代入海浪干扰公式中，求得三自由度上的海浪干扰。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述海浪谱采用如下方式选择： PM谱： ITTC双参数谱： JONSWAP谱：其中h1/3为有义波高；vωd为海平面上19.5米处风速；T1为海浪平均周期；γ取第17届ITTC会议建议的3.3。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：采用海浪经验表或海上浮标对观测海域进行实时数据收集获得海浪参数。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：选取海浪谱中能量聚集度较高的频率段并按照等能量法或等频率法进行离散化处理；其中等能量法需将海浪谱进行离散化等分，每个谐波所具有的能量相同；其中等间隔法需将海浪谱按照等频率进行等分，选取合适的频段ω0-ωn，并选取合适的分散次数n，进而确定频率增量为：Δω＝(ωn-ω0)/n。 5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：确定各个组成波幅值方法如下：在对角频率按照等间隔法进行离散后，得到一系列的采样频率ω0,ω2,...,ωn，根据海浪谱公式得到对应频率的海浪谱组成波Sζ(ω0),Sζ(ω2),...,Sζ(ωn)，有如下关系成立：将上面公式转化为：在频率增量Δω＝(ωn-ω0)/n以及海浪谱Sζ(ω)均确定的情况下，计算出对应的谐波幅值。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所使用的海浪干扰计算公式为：其中，ρ为海水密度，L是船长，B为船宽，Tm是船舶吃水，ψα为海浪方向与船舶航向的夹角，称为遭遇角，si(t)为海浪函数。 7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：海浪函数si(t)由正弦函数表示，形式如下：其中Ai为组成海浪的谐波幅值，ωei为遭遇频率，λi为波长，φi定义为[0,2π)随机初始相位。
所属类别：	发明专利