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基于波群分析方法的C11集装箱船迎浪参数激励横摇研究
| 论文题名： | 基于波群分析方法的C11集装箱船迎浪参数激励横摇研究 |
| 关键词： | 集装箱船;参数激励横摇;随机波浪;航行安全 |
| 摘要： | 船舶参数激励横摇是船舶在波浪中的五种失稳形式之一，通常会在船舶迎浪或随浪航行时发生。船舶参数激励横摇的发生会使船舶发生大幅横摇运动，同时使船舶产生剧烈的垂荡和一定程度的纵摇运动，威胁船舶航行安全。利用波群分析方法研究船舶参数激励横摇可以更加清晰的认识船舶参数激励横摇的作用机理，在船舶航行时提前对可能发生参数激励横摇的危险波浪做出预报，减弱或避免船舶参数激励横摇的发生。 本文基于波群分析方法对迎浪不规则波中的船舶参数激励横摇进行研究，对中船重工702所C11集装箱船迎浪不规则波参数激励横摇试验数据进行分析。首先本文对试验数据中的波浪和横摇时历进行统计学分析，统计结果表明在相同海况不同随机种子数的波浪下，船舶横摇运动有明显差异。接下来本文利用波群方法对随机波浪进行统计，其中波群的最小连长设定为3，波群门槛值设定为0.4倍有义波高。并且通过定义船舶发生参数激励横摇的危险时段，对试验中的波浪和横摇时历数据进行分析，得到船舶参数激励横摇的横摇筛选段及其对应特征波群统计结果。然后对横摇筛选段和特征波群的统计结果进行研究，比较不同航速下单个随机种子数试验中船舶参数激励横摇的发生概率和剧烈程度。此外还对每个航速中所有随机种子数对应横摇时历的横摇筛选段结果汇总分析，对横摇筛选段持续时间进行频数分布统计，并且研究了横摇筛选段的横摇最大值区间与其持续时间和对应特征波群波浪参数的相关性。 最后本文通过物理模型试验，通过在零航速下所有横摇筛选段对应的特征波群结果中选择11组典型波群，并利用二阶非线性造波理论研究波群在物理水池中的生成方法。通过比较目标波群和哈尔滨工程大学物理水池生成波群波浪时历结果，证明利用二阶非线性造波方法的有效性。接下来进行迎浪波群下的船舶参数激励横摇试验，并将702所试验中的船舶运动作为参照值进行比较。哈工程物理水池试验结果表明，只有独立波群前方有一定长度的波浪，或在实船尺度下多组典型波群持续时间超过450s后，船舶才会发生参数激励横摇。在船舶参数横摇的发生过程中，筛选段特征波群的前方波浪对船舶参数横发生的发展演化有明显影响，可以影响船舶参数激励横摇的持续时间、船舶参数激励横摇上升过程变化以及最大横摇幅值。 |
| 作者： | 丰思鑫 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 马山;陈伟民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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