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水下爆炸及随机外力下破损舰船倾覆概率研究
| 论文题名： | 水下爆炸及随机外力下破损舰船倾覆概率研究 |
| 关键词： | 破损舰船;随机风浪;水下爆炸;路径积分;倾覆概率 |
| 摘要： | 破损舰船的生命力问题因其具有重要的军事战略意义而受到国内外许多学者的注意。 众所周知，大型舰船在海上作战的同时会受到海浪与风力的驱动。舰船受到武器攻击发生破损后，进水产生的固定横倾角将大大降低其在海上的战斗力与生命力，从历次世界大战来看，具有强装甲的大型舰船强度破坏的概率远小于整船倾覆的概率。 本文从非确定性的角度来研究破损舰船的倾覆概率问题。首先考虑到大型舰船的结构形式比较特殊，改变传统的处理方法，将风压倾侧力矩系数Gm视为变化量，计入船型因素对风扰动力矩的影响，同时还考虑了航速对风速的影响，即风以相对风速的形式作用于舰船。首次给出了计入航速影响的作用于大型舰船上风扰动力矩的计算公式。然后基于线性海浪模型理论，利用随机过程这一数学工具，将风浪载荷模型化为由谱密度函数决定其概率特征的随机过程。最后利用水下爆炸的相关理论，将水下攻击武器的爆炸冲击载荷视为突加的不规则确定性作用，为后续工作奠定了基础。本文引入两个滤波器，首先将随机动力学领域理论上较为成熟的路径积分法推广应用于求解同时受到随机风浪扰动及武器攻击的大型舰船的倾覆概率，即将随机微分方程扩阶为五维，然后用数值方法求解相应的五维FPK方程得到横摇角的概率密度函数，最后利用现有的倾覆准则求得倾覆概率。由于FPK方程的系数与风载及爆炸载荷密切相关，这样由前面分析得出的倾覆概率表达式不仅可以估计随机波浪对大型舰船倾覆概率的影响，还可以估计风载荷及爆炸载荷对大型舰船倾覆概率的影响，而这一点有助于合理评估作战期间受风影响明显的大型破损舰船的生命力。 本文最后给出了计算破损舰船在不同时刻不同装药量下倾覆概率的算例，分析了不同装药量对倾覆概率的影响。算例表明，对已破损舰船再次受到武器攻击时，在炸药爆炸后的某一时刻，倾覆概率明显增加。 |
| 作者： | 肖玉凤 |
| 专业： | 固体力学 |
| 导师： | 王善 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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