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随机风浪作用下游艇横摇稳性可靠度计算
| 论文题名： | 随机风浪作用下游艇横摇稳性可靠度计算 |
| 关键词： | 游艇;横摇稳性;随机风浪;可靠度;安全等级 |
| 摘要： | 随着我国经济的蓬勃发展，游艇逐渐成为人们可接受的消费、休闲方式，游艇稳性是衡量游艇性能的重要指标，如何衡量并改善游艇稳性是设计人员必须考虑的重要问题。传统稳性衡准基于静力学，将游艇风浪中的稳性视为确定性事件，实际游艇受到风浪外力具有随机性，且游艇本身抗倾覆能力随游艇的横摇与纵摇运动也会发生变化，导致游艇风浪中的稳性是具有一定概率的随机事件。可靠性理论综合考虑游艇稳性指标以及外力的随机性，用可靠度指标和倾覆概率描述游艇稳性，计算游艇不同风浪以及不同海域的稳性可靠度，可更科学的描述游艇稳性。 基于对以上问题的思考，本文针对随机风浪下游艇的横摇运动，建立游艇非线性运动微分方程，利用非线性过程理论和路径积分法求解该方程，引入两艘实际游艇，计算不同风浪条件下游艇联合概率密度及横摇角边缘概率密度。计算游艇不同浮态下的进水角数据并进行统计，得到游艇进水角均值与均方差。根据可靠度计算理论，以横摇角大于进水角为游艇失稳标准，建立稳性极限状态方程，计算游艇不同风浪下稳性可靠度，并对游艇不同海域中的稳性可靠度进行计算。利用水动力学软件对游艇稳性进行仿真实验，以验证游艇稳性可靠度计算方法的可行性。通过实例研究进水角位置、非线性阻尼力矩系数、三次恢复力矩系数对游艇稳性可靠度的影响。最后，基于游艇稳性可靠度计算结果，对不同海域、不同风浪条件下游艇稳性进行安全等级划分，对游艇稳性安全等级的科学评判进行有益的尝试。 论文利用非线性随机过程理论和可靠度计算方法，研究游艇稳性可靠度，并验证游艇稳性可靠度计算方法的可行性与适用性。以实际游艇为例研究游艇稳性可靠度的影响因素，计算结果表明，游艇甲板高度增加0.16m或游艇宽度增加0.1m可将游艇稳性可靠度提高0.1，以上两因素对游艇可靠度影响较显著，进行游艇可靠度优化时可在满足游艇性能与工艺的前提下对甲板高度和艇宽进行选择。基于游艇稳性可靠度计算结果，对不同海域中不同风浪下游艇稳性进行安全等级划分，有利于游艇设计人员对游艇安全威胁进行评估，游艇操纵者可针对不同海况进行决策，游艇管理者可根据不同海域游艇稳性安全级别，确定游艇安全行驶的风浪等级范围。 |
| 作者： | 王欢欢 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 林少芬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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