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基于混合方法的集装箱船型实船参数横摇预报研究
| 论文题名： | 基于混合方法的集装箱船型实船参数横摇预报研究 |
| 关键词： | 集装箱船;参数横摇;粘流混合;频率失谐控制 |
| 摘要： | 迎浪和随浪规则波中的参数横摇现象已经作为一种典型的动稳性失效模式，被国际海事组织（International Maritime Organization（IMO））列入第二代完整稳性衡准的范畴之中。随着新衡准未来颁布实施，对于船舶参数横摇敏感性的预报将会由学术界的理论研究逐步进入实际船舶设计、优化的工程应用阶段。因此有必要在前人研究成果基础上，进一步发展适用于工程应用的实用化数值预报方法。特别是选取适合初步设计阶段的运动和横摇阻尼的计算方法，并针对其他影响敏感性预报精度的环境因素开展研究。此外，根据报告过参数横摇事故的集装箱船型的设计特点，此类船型也可能在发生大幅参数横摇现象时，诱发较大横向加速度。出于确保船员安全考虑，也有必要观测此类响应对于船舶运营的潜在危害程度。 本文选取大中型集装箱船为主的实船开展了参数横摇敏感性预报方法研究。首先针对参数横摇的模拟，提出了一种基于势流和粘流混合方法思想的数值预报方法。通过6艘船模试验结果的验证和与其他两种数值方法的对比研究，结果表明该方法具有良好的预报精度和工程应用适用性。该方法尤其适合在缺乏试验数据的船舶初步设计阶段使用。 其次，基于针对四艘实船的数值模拟，评估了环境条件中风力载荷对于实船参数横摇敏感性预报结果的影响。 在以上基础上，通过两艘实船模型试验对比研究了两种基于频率失谐控制原理的操作方案对于降低参数横摇敏感性的有效性，给出了关于开展频率失谐控制的建议。同时还初步分析了参数横摇诱发加速度响应的危害水平，以及参数横摇对于低速航行时航向保持能力的损害。其中，针对制定控制方案所必需的横摇惯性矩估算方法的选取问题，也给出了相关建议以及一种改进的简化估算公式。 最后，结合IMO制定的第二代完整稳性衡准草案，分析了10种类型总计38艘现有实船的147个装载工况，统计了现有实船设计的敏感性水平、敏感船型和装载工况的参数范围，提出了制定直接计算衡准的一些建议，供未来实船设计和衡准制定人员参考。 |
| 作者： | 周耀华 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 马宁 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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