载液船舶在波浪中的运动预报

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船舶波浪弯矩1周短期预报研究

船舶波浪弯矩1周短期预报研究随着海洋运输业的不断发展，船舶的安全性和航行效率成为越来越关注的问题。

其中，波浪弯矩作为船舶在波浪中受到的最主要的载荷之一，对船舶的强度和稳定性具有极其重要的影响。

因此，船舶波浪弯矩1周短期预报的研究具有重要的理论和应用价值。

在过去的几十年中，关于船舶波浪弯矩的预测方法已经得到了很多的研究。

根据现有的研究成果，可以将船舶波浪弯矩的短期预报分为基于统计学、基于实验和基于数值方法三种类型。

基于统计学的方法主要是通过对历史数据的分析，建立一个预测模型来进行预测。

这种方法具有简单易行、成本低廉等优点。

但是，由于受限于样本数量和精度的限制，其预测模型具有较大的不确定性和局限性。

而基于实验的方法则是通过模型试验室进行模拟实验，模拟波浪环境和船舶结构，从而获取波浪弯矩的数据。

然而，这种方法的成本较高，而且时间和空间上的限制也比较大。

基于数值方法的方法是通过数字模型，对海洋环境和船舶结构进行计算分析，从而对波浪弯矩进行预测。

这种方法具有较高的可信度和精度，可重复性高等优点，且因为可以使用超级计算机等技术，其计算效率也较高。

但是，它的建模过程比较复杂，需要大量的数据和计算资源。

综合以上三种方法的优缺点，在实际研究中，应该综合运用这三种方法来进行分析和预测。

尤其是在数值方法中，可以通过建立和优化数值模型，加强数值计算的精度和可靠性，同时也可以通过合理的选择和管理数据，提高统计学方法的预测精度。

船舶波浪弯矩的短期预报，不仅仅是范畴内的专业问题，还对全球海洋运输的发展和航行安全性的保障具有深远的影响。

只有通过科学的研究和综合运用多种方法，才能更好的预测和控制波浪弯矩，提高船舶的强度和稳定性。

这一方面为全球海洋运输业的发展注入新的活力，提高全球海洋经济的效率和质量。

相关数据是在船舶波浪弯矩1周短期预报研究中至关重要的一部分。

这些数据可以来自于历史数据、实验数据或数值模拟数据等方法。

以下是一些相关数据的列举和分析。

三体船波浪载荷预报研究

三体船波浪载荷预报研究三体船是我国自主研发的一种特种船只，其特点是具有优异的稳定性和运载能力。

然而，在海上航行中，三体船会遇到各种波浪的挑战，这就需要对三体船波浪载荷进行准确预报和分析，以确保船只的运载安全性和航速性能。

三体船波浪载荷预报研究是基于计算机模拟和实测数据分析的方法，旨在预测不同海况、不同航行状态下船只所受到的波浪载荷。

具体而言，该研究包括以下几个方面的内容：第一，建立三体船波浪载荷计算模型。

这是进行波浪载荷预报研究的基础，核心内容是建立三体船的动力学模型、水动力模型和波浪模型。

通过利用计算机软件对这些模型进行数值求解和分析，可以预测波浪对船只的影响和所受到的载荷。

第二，分析波浪对三体船稳定性和航速性能的影响。

波浪是船只在海上航行中不可避免的因素，不同波浪高度、波浪周期和波浪方向都会对船只的稳定性和航速性能产生不同的影响。

因此，需要在波浪模拟的基础上，进行相应的研究和分析，确定船只适宜的航行状态和航速。

第三，研究波浪载荷对三体船结构的影响。

三体船的船体结构是其运载能力和耐久性的保证，因此需要对波浪载荷对其结构的影响进行研究和分析，以保证船只的运载安全性和使用寿命。

第四，结合实测数据对模型进行验证。

模型的准确性和可靠性是波浪载荷预报研究的重点，需要通过实测数据的对比和分析，对模型进行验证和优化，提高预报的准确性和精度。

通过三体船波浪载荷预报研究，可以有效预测和分析船只在不同海况和航行状态下所受到的波浪载荷，进而制定合理的航行计划，确保船只的安全性和运载效率。

此外，该研究还可以为三体船的设计和改进提供重要参考，推动三体船技术的发展和应用。

在三体船波浪载荷预报研究中，需要分析不同海况、不同航行状态下船只所受到的波浪载荷。

以下以船只在自由航行状态下所受到的波浪载荷数据为例，进行相关数据的列出和分析。

1. 波浪高度：0.5-2.5米波浪高度是指波浪峰和波谷之间的垂直距离，是衡量海况的重要指标之一。

规则波浪中的船舶操纵性数值预报研究

小展弦比机翼模型求解基本势
采用小展弦比机翼理论计算得到的基本速度势仍将用于计算在波浪中进行操纵运动的船舶所受到的波浪力。
不足：仅采用势流方法是无法模拟强非线性流动现象的。要进一步提高作用在船体上的操纵水动力的计算精度，需要使用考虑流体粘性的CFD 计算方法。本文并没有进一步开展CFD 计算以提高操纵水动力的计算精度。
Innovative Marine Hydrodynamics Lab
规则波浪中的船舶操纵性数值预报研究
张志恒
2019/11/20
船舶运动分解为低频操纵性运动和高频波浪诱导运动。
低频运动采用4-DOF MMG运动模型描述, 考虑低频波浪漂移力。
高频运动采用一组6-DOF运动方程来描述, 考虑一阶波浪力(FK力，辐射力，绕射力) 。一阶波浪力称为高频波浪力。
相关求解方法
辐射条件的满足（数值海岸技术）
在运动学自由面边界条件中增加适当的阻尼项，以人为地降低数值海岸区域的波高。
波浪诱导运动方程的求解
横摇阻尼与人工弹簧系统
斜浪状态下，还需要考虑另外两个问题。第一个问题是横摇阻尼的确定。由于船舶的横摇阻尼很大程度上受到流体粘性作用的影响，采用势流理论是难以对其进行准确估计的。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
低频操纵性4-DOF模型
如何计算低频波浪漂移力和力矩？
高频波浪诱导的6-DOF运动方程
如何计算 Fi 一阶波浪力？
为了使问题得到简化，本文限于考虑线性的速度势定解问题，首先将这些边界条件进行线性化。仿Dawson[83]的方法，将总的扰动速度势分解为基本势和摄动势两部分：
高频6-Dof: 如何计算 Fi 一阶波浪力？
高频6-Dof.

船舶在波浪中的运动-ch1_引论

Theory of Ship Motions in Waves
11
§1.1
概述
——波浪中的运动
风浪下的船舶运动摇荡运动（oscillation）; 摇荡运动之动态效应：
速度、加速度、晕船；
增阻（increase of resistance）与失速（speed loss）；飞溅（spray）、甲板上浪（Green Water）; 首底砰击（Slamming）；舱液晃荡（sloshing）等。
概述
——环境载荷
我国近海具有明显的季风特征，总体海况趋势：冬强夏弱、外海强近岸弱、东南海强黄渤海弱。平均风速：4 ～ 12 m/s。平均波高：0.8 ～ 1.8m(风浪)、1.2 ～ 2.5m(涌浪)。恶劣的北海： 60%的时间里有义波高大于2m，最大波高30m以上，极端海况下的波浪周期为15～20s，很少低于4s，风速上限40 ～ 45m/s。
评估等模块，成为业界认可和广泛使用的商用专业软件，具有不同水深环境下的固定浮体、系泊浮体和自由浮体水动力载荷及其动力响应分析的一般功能，以及海洋工程生产系统集成设计、管理与效益和风险评估的基本功能。
主要模块及功能：
①Strength assessment of fixed structures.
MODULES: Hull Integrity、Structure Integrity、Plant Integrity、Pipeline Integrity、Riser Integrity、Risk
Based Inspection
Theory of Ship Motions in Waves
21
§1.2 船舶运动预报解决方案概
6
§1.1
概述

载液船舶在波浪中的运动预报

载液船舶在波浪中的运动预报
刘永涛
【期刊名称】《江苏船舶》
【年(卷),期】2007(024)004
【摘要】载液船舶在波浪中的运动是一个复杂的力学问题,它涉及到船舶摇荡运动与液体晃荡运动的相互耦合作用.本文将建立计及液体晃荡载荷的载液船舶在波浪中的运动方程并概述相关研究现状.
【总页数】2页(P8-9)
【作者】刘永涛
【作者单位】江苏科技大学船舶与海洋工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U6
【相关文献】
1.波浪中破损船舶运动的时域预报 [J], 卜淑霞;顾民;鲁江
2.船舶在波浪中靠帮运动理论预报 [J], 匡晓峰;缪泉明;向旭
3.波浪中船舶运动的仿真及预报研究 [J], 刘长征;周磊
4.波浪中载液船舶运动的时域模拟 [J], 李裕龙;朱仁传;缪国平;范菊;范佘明
5.船舶在随机波浪中操纵运动预报 [J], 谌栋梁;黄国樑;黄祥鹿;邓德衡
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《江苏船舶》第24卷总目次(2007年第1期～2007年第6期)

Ｊ０７一ｌｏＳ２０ — ４内河普通钢质货船结构计算中应注意的问题 …………………………………… 许峻峰Ｊ０７—１０Ｓ２０ — ５木质渔船排水舷口对船舶安全性的影响 … ……………………………………… 崔春友Ｊ０７一ｌｏ９００ＷＴ化学品／ｉＳ２０ — ６１０Ｄｉ船应急拖曳的布置ｔｔ房广松（０７１１）２０／／２汪世清（０７１１２０／／４）
Ｊ０７— ０柴油机轴系扭转振动简谐系数计算方法研究 …………………………………… 黎辉Ｓ２０２— ４Ｊ０７— ０Ｓ２０２－５建造船舶结构防火的施工检验 …………………………… ……………………… 包
周瑞平（０７２１）２０／／１
瑞傅根保（０７２１）２０／４／
Ｊ０７一ｌｏＳ２０ — ２Ｔ形焊接接头残余应力与变形的三维数值模拟 ……＿ ………………………… 徐．．
琳
严仁军（０７１０）２０／／５
Ｊ０７一ｌＯＳ２０ — ３中国渔政３５ｌ３１设计探析 ………………………………………………………… 朱文康周建平（０ｒ１ｏ）２ｃ／／９７
帅（０７４１）２０／／８
卫孙
Ｊ０７— ｏＳ２０４一６马鞍山市乡镇渡船更新改造设计 ……………………………………… …………………… 王
Ｊ０７— ＯＳ２０４一７中小型船舶涂装施工的质量控制与检验 ……………………………… 钟灿邱云明张
Ｊ０７－００Ｓ２０４－８１３０客位／０ｍ车道客滚船内装设计 … … … … … … … … … … …… … … … … 姜海滨１８０

波浪载荷预报的目的

波浪载荷预报的目的，是以规则波中的载荷响应为基础，通过理论计算，确定船舶在给定的时间运行于实际海清中的波浪载荷变化特性。

波浪载荷预报常分为短期预报和长期预报两类。

短期预报的时间范围为半小时到数小时，在此时间内，船的装载状态、航速、航向角以及海清都可以认为是固定不变的。

长期预报的时间范围是数年或整个寿命期，在此时间内，上述因素都会改变的，长期预报是由许多短期预报组成。

一旦船舶运行海域和概率水平确定后，即可得到对应的波浪载荷特征最大值X max。

此值表示船舶在波浪遭遇次数为n的整个使用期内，最可能出现的最大波浪载荷。

计算结果包括传递函数、短期预报和长期预报。

其中图中“LFy'’代表横向对开力，"LFz"代表横垂向剪力，"LMx”代表横垂向弯矩，"LMy"代表纵摇有关扭矩，"VWSF'’代表垂向波浪剪力，,},.j,M,’代表波浪扭矩，"VWBM”代表垂向波浪弯矩，"HWBM”代表水平波浪弯矩。

三体船纵向波浪载荷长期预报值沿船长的变化见图42一45。

横坐标为沿船长的站号，纵坐标为载荷的长期预报值，响应是单幅值。

纵垂向剪力沿船长变化呈双峰现象，且靠近船舰处的峰值大于靠近船舷处的峰值;纵向扭矩、纵垂向弯矩、水平弯矩都在船肿附近取得最大值，且越靠近船舷舰方向越小。

c1)横向波浪载荷与纵向波浪载荷都是三体船较为重要的波浪载荷。

(2)一般三体船主要横向波浪载荷在横浪时较大、主要纵向波浪载荷在顶浪时较大、而横、纵向扭矩在斜浪时较大，所以在进行结构分析和强度衡准时，应采用不同的载荷工况分别分析计算。

(3)就纵向波浪载荷而言，三体船两个较小的片体对纵向扭矩影响较大。

而对纵垂向弯矩和水平弯矩影响不大。

(4)在相同的海浪统计资料下，采用不同的极限有义波高对长期预报结果也有影响，极限有义波高越大，长期预报值也就越大。

根据本文的计算结果，可了解高速三体船的波浪载荷特征，为结构的进一步优化设计提供了重要依据和相关规范公式的修改提供参考。

破损舰船运动与波浪载荷预报方法

破损舰船运动与波浪载荷预报方法王晓强;李陈峰;任慧龙【摘要】In order to study the influence of damaged compartment on ship motion and wave loading, the three dimensional frequency domain potential flow theory was introduced, and the motion response and vertical bending moment of the ships were calculated on condition of the second type damaged in oblique wave. Taking a typical damaged condition as example, floating condition and stability with the post-damaged condition were calculated, and the results were compared with the pre-damaged condition. The results show that the roll motion and the vertical bending moment obviously increase, while other 5-DOF motions decrease. Based on the theory of ship hydrostatics, the influence of damaged warships on floating condition and stability was analyzed. At last, the liquid tank sloshing which caused by ships damage were researched by using the Green Function Method. The conclusions are drawn that added mass have obviously resonance effect in some frequency range, the effects of fluid viscosity have to be considered via damping coefficient to avoid the non-physical results.%为了研究舰船舱室破损对船体运动与波浪载荷的影响,采用三维频域势流理论,计算了发生第二类舱室破损后舰船在斜浪规则波上的运动与垂向弯矩.以一典型破损情况为例,计算了船舶破损后的浮态及稳性,并与破损前进行了比较,结果显示,横摇运动及垂向弯矩明显增加,而其它5个自由度运动则有所减小.基于船舶静力学原理,分析了舰船破损对浮态及稳性的影响.最后,使用格林函数法研究了舱室进水导致的液舱晃荡,结果表明,液舱晃荡附加质量在某些频率附近有明显的共振效应,必须通过阻尼系数考虑流体粘性的影响,避免产生非物理结果.【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2012(007)004【总页数】6页(P30-35)【关键词】破损舰船;运动与波浪载荷预报;液舱晃荡;浮态;稳性【作者】王晓强;李陈峰;任慧龙【作者单位】海军驻中国舰船研究设计中心军事代表室,湖北武汉 430064;哈尔滨工程大学船舶工程学院,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学船舶工程学院,黑龙江哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】U661.32+10 引言舰船在航行过程中难免会发生触礁、搁浅和碰撞等意外情况，这将导致船体结构破坏和舱室进水，极大地影响舰船航行安全。

波浪中并靠两船相对运动的短时预报_施平安

ＳｈｏｒｔＴｅｒｍＦｏｒｅｃａｓｔｉｎｏｆＲｅｌａｔｉｖｅＭｏｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｇｉｄｅＳｈｉｓｉｎＷａｖｅｓｂＳＴｗｏＳｉｄｅ－－ｐｙ
运动除了具有非线性、非平稳性等特征，在很多情况
］７６－；而两舰船波浪中并靠补给时，下还表现出混沌［
：，男，浙江兰溪人，作者简介：施平安（教授，博士，主要从事船舶与海洋工程研究。Ｅ－ｍ９７３－）ａｉｌａｓｈｉ２６．ｃｏｍ．１＠１ｐ
］３４－，无法满足并靠补给波预报和模型试验预报研究［
的、可以辅助舰船并靠补给的辅助系泊系统，使并靠补给中的两舰船姿态受到一定约束，特别是限制相对横移和相对升沉的幅度。显然，设计该系统，两船之间的相对运动是必须考虑的因素之一，且由于并靠后的两舰船是大惯量系统，波浪补偿系统存在运
１相对运动的定义
定义右旋平移在研究并靠两船的相对运动时，：坐标原点Ｏ位于船舶的坐标系Ｏｘｚｉ＝ａ，ｂ）ｙｉ－ｉｉｉ（重心；ｘ轴平行船体基线指向船首；ｚ轴垂直船体水线面，该坐标不随船舶的摇荡而摇荡，始终保持竖直向上。接收点位置见图１，假设其在船Ｂ平移坐标，在船Ａ平移坐标系下的系下的坐标为（ｘｚｙｂ，ｂ，ｂ）。坐标为（ｘｚｙａ，ａ，ａ）
收稿日期：０１３１０２１２－－）基金项目：教育部博士点基金项目（２００９０１７２短期、超前预报。此外，为满足波浪补偿系统的通用性，相对运动预报算法

船舶随机波浪载荷的理性预报方法

(包括砰击载荷) 统计特征值的计算方法。介绍了理性预报方法的数学基础和计算方法, 以一艘排水船为
例, 在五级浪条件下, 分别按传统方法和理性方法计算该船舯部波浪弯矩的统计特征值。然后, 计算中垂
合成弯矩 (中垂波浪弯矩+ 中垂砰击弯矩) 的统计特征值。
收稿日期: 2005210217; 修改稿收稿日期: 2006202210 基金项目: 国家自然科学基金项目 (50575042)
表 2 按理性方法计算的分布特征值
特征值
航速 10 kn
航速 18 kn
航速 24 kn
X13 X 1 10 X 1 100
1. 259 6E+ 05 1. 742 7E+ 05 2. 169 6E+ 05
1. 331 5E + 05 1. 853 1E + 05 2. 827 5E + 05
1. 573 3E + 05 2. 227 9E + 05 2. 780 6E + 05
确定性关系时, 可以直接利用式 (3) 和式 (4) 来计算 f 或 g 的数学期望, 而不必假设 f 或 g 的分布形式来
计算 f 或 g 的数学期望, 见参考文献[ 9 ]。f 2 的数学期望正是 f 的二阶矩, 所以 f 的高阶矩也可按式 (3)
求得。二维情形也一样。应用上述定理便可建立船舶波浪载荷的理性预报方法。
κ E [ y (a, Ξ) ] = y (a, Ξ) p (a, Ξ) dadΞ
8
(5)
Ρ2 [ y (a, Ξ) ] = E [ y 2 (a, Ξ) ] - E 2 [ y (a, Ξ) ]
这一计算式没有附加条件, 对于 y 与 a 和 Ξ 之间, 不需要假设线性关系 (注意式 (4) 中的波雷尔可测函数

船舶耐波性总结2

船舶耐波性总结第一章耐波性概述一、海浪的描述、、。

船舶耐波性是船舶在波浪中运动特性的统称，它包括船舶在波浪中所产生的各种摇荡运动以及由这些运动引起的抨击、飞溅、上浪、失速、螺旋桨飞车和波浪弯矩变化等性能，直接影响船舶在风浪作用下维持正常功能的能力。

二、6个自由度的摇荡运动船舶任意时刻的运动可以分解为在Oxyz坐标系内船舶中心G沿三个坐标轴的直线运动及船体绕三个坐标轴的转动。

而这些运动中又有直线运动和往复运动垂荡对船舶航行影响最大，是研究船舶摇荡运动的主要内容。

船舶摇荡是指船舶在风浪作用下产生的摇荡运动，他们的共同特点是在平衡位置附近做周期性的震荡作用。

产生何种摇荡运动形式取决于船首方向与风浪船舶方向之间的夹角，称为遭遇浪向。

三、动力响应船舶耐波性是船舶在风浪中性能的总的反应，它主要包括船舶摇荡、砰击、上浪、失速、螺旋桨飞车。

剧烈的横摇、纵摇和垂荡对船舶产生一系列有害的影响，甚至引起惨重后果，主要表现在以下三个方面：1）、对适居性的影响；2）、对航行使用性的影响；3）、对安全性的影响；船舶在风浪中产生摇荡运动时，船体本身具有角加速度和线加速度，因此属于非定常运动。

第二章海浪与统计分析2-1 海浪概述风浪的三要素：风速、风时、风区长度。

风浪要素定义：表观波长、表观波幅、表观周期。

充分发展海浪条件：应有足够的风时和风区长度。

海浪分类：风浪、涌浪、近岸浪。

风浪的要素表示方法：统计分析方法。

2-2规则波的特性波面可以用简单的函数表达的波浪称为规则波。

A 0=cos kx -t ξξω（）A k ξξω为波面升高，为波幅，为波数，为波浪圆频率。

在深水条件下，波长T c λ、周期和波速之间存在以下关系：≈ 2=1.56T λ； c==1.25T λλ； 2=T πω； 2k=g ω 波浪中水质点的振荡，并没有使水质点向前移动，也没用质量传递。

但是水质点具有速度且有升高，因此波浪具有能量。

余弦波单位波表面积的波浪所具有的能量2A 1E=g 2ρξ2-3不规则波理论基础一、不规则波的基本概念 1、确定性关系和统计关系我们所讨论的不规则波引起的船舶摇荡运动等都是属于统计规律范畴之内的。

船舶在波浪中的运动-ch1_引论

Theory of Ship Motions in Waves
9
§1.1
概述
——波浪中的运动
垂荡是海洋结构物重要的运动响应
常规船舶张力腿平台半潜式平台
固有垂荡周期回复力主要激励机制重要阻尼
4-16 s 水线面面积线性波浪力波辐射
2-4 s 系链弹性
>20 s 水线面面积涌（长波）粘性效应
15
§1.1
概述
——结构物的水动力分类
Sea Loads wind wave current
inertia forces
水动力载荷: —线性与非线性波浪力 —流载荷与涡激力 —水动力干扰
质量力、粘性阻尼和绕射力的相对重要性
Theory of Ship Motions in Waves
16
§1.2 船舶运动预报解决方案概述
评估等模块，成为业界认可和广泛使用的商用专业软件，具有不同水深环境下的固定浮体、系泊浮体和自由浮体水动力载荷及其动力响应分析的一般功能，以及海洋工程生产系统集成设计、管理与效益和风险评估的基本功能。
主要模块及功能：
①Strength assessment of fixed structures.
MODULES: Geni E
②Strength assessment of floating structures.
MODULES：GeniE、DEEP C、 Hydro D
③Strength assessment of FPSO.
MODULES: Geni E、Hydro D、 DEEP C
④Structure integrity management & maintenance.

船舶操纵第六章(1)

当二者的周期接近相等，船舶摇摆最剧烈，横摇角越摇越大，将会导致船舶倾覆。这种现象称为横谐摇。
12
一、横摇运动
2、减轻横摇的措施
1）调整船舶自由横摇周期船舶自由横摇周期公式为：
TR
CB GM
式中：TR—船舶固有横摇周期(s)即自一舷横倾至另一舷再回到初始横倾位置所需的时间；
B—船宽（m）； GM—初稳性高度（m）； C—横摇周期系数，客船为0.75~0.85；货船为
从上式可见，船在波浪中横摇的大小，除与最大波面角有关外，主要取决于船舶本身的固有横摇周期TR与波浪周期的比值。
当舶的横摇周期比波浪周期小，则船舶横摇较快，甲板与波面经常保持平行，很少上浪，但船体所受惯性力较大。
当船舶的横摇周期比波浪周期大，则横摇较慢，并且与波浪不协调，船舷易与波浪撞击，甲板上上浪较多。
为了减轻空转现象和防止桨叶等受损，应保持桨叶没入水中20～30%轴的螺旋桨直径，
当出现空转时，可及时调整航向和速度以减轻船舶摇荡。
22
二、顺浪或偏顺浪的危害
1、冲浪和打横船舶位于波峰的前部时，可能被波浪加速而骑在波峰上，类似于冲浪运动员位于波峰之前的情况，故称冲浪。当发生冲浪时，波浪力的作用可能使船舶航向发生突变，即发生打横现象。
5、组合危险当船舶顺浪和偏顺浪航行时，上述各种因素和危险现象可能同时或先后发生。
24
三、顺浪或偏顺浪避免危险的方法
1、防止冲浪和打横的措施
25
三、顺浪或偏顺浪避免危险的方法
2、防止巨浪连续冲击的措施
26
三、顺浪或偏顺浪避免危险的方法
3、避免谐摇和大幅度横摇当船舶自由横摇周期和遭遇周期一致时，将加大横摇摆幅。当遭遇周期约等于船舶自由横摇周期的一半时，将可能发生大幅横摇。为避免谐摇和大幅度横摇，船舶需要减速，船速也不易过低，要确保船舶在大风浪中保持航向的最低航速。

船舶在波浪中运动时域数值模拟研究

上海交通大学硕士研究生毕业论文船舶在波浪中运动时域数值模拟研究学科专业：船舶海洋结构物设计制造作者姓名：李成成指导老师：缪国平朱仁传上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院2010年2月Time-domain simulation of ship motions in wavesMajor: Design and manufacture of naval architecture andocean engineeringCandidate: Li ChengchengSupervisor: Prof. Miao Guoping & Prof. Zhu RenchuanSchool of Naval Architecture, Ocean and Civil Engineering Shanghai Jiao Tong UniversityFeb. 2010船舶在波浪中运动时域数值模拟研究摘要随着近年来我国海洋资源的开发和利用，船舶工业得到了不断的发展，一些新的船型开始不断出现，为了保证新设计的船型具有良好的耐波性能，船舶在波浪中的准确预报是进行合理的船舶结构设计的前提，于是寻求一种准确而实用的船舶运动及波浪载荷的预报方法具有重要意义。

本文基于船舶运动频域理论拓展而来的时域方法建立了船舶运动的数值计算预报方法，通过建立的三维非线性时域运动方程就波浪中船舶运动进行了计算模拟研究。

研究表明该方法可以用于预报船舶在规则波、不规则波中船舶垂荡、横荡、横摇、首摇、纵摇五个自由度的运动，可以预报分析船舶发生参数横摇的频率范围和幅度。

以S175船为具体算例，计算了在迎浪状态下规则波中不同波浪频率S175船垂荡、纵摇的运动幅值，并预报分析了S175船发生参数横摇的频率范围和幅度，将数值计算结果与相关文献进行了比较，验证了本研究方法的有效性和可靠性。

本文还研究了带液舱的船舶运动响应问题，考虑了液舱晃荡和船舶运动的耦合效应，以带方形液舱的S175船为具体算例，针对横浪和迎浪情况，比较了带液舱与不带液舱的船舶横摇和纵摇运动时历曲线。

【推荐文档】船舶操纵第六章PPT

纵向受浪时，由于船舶的纵摇质量惯矩和水的阻尼力矩很大，同时纵向稳性也较大，所以在波浪的作用下产生的纵摇摆幅比横摇的小，纵倾角一般不超过最大波面角。
减小纵摇摆幅的措施为调整船速和(或)航向。
三、垂荡运动
1、垂荡振幅船舶在波浪中的垂荡幅度成为垂荡振幅。一般用垂荡位移表示。其大小与遭遇周期、船速、以及
2、减轻横摇的措施
1）调整船舶自由横摇周期船舶自由横摇周期公式为：
TR CB GM来自式中：TR—船舶固有横摇周期(s)即自一舷横倾至另一舷再回到初始横倾位置所需的时间；
B—船宽（m）； GM—初稳性高度（m）； C—横摇周期系数，客船为0.75~0.85；货船为
0.7~0.8；油船（重载）为0.7~0.75；油船（空载）为0.74~0.94；渔船为0.76~0.88；
第三节纵向受浪的危害
72，油船（尾机）为0.
L横—向—谐船摇长可（能m造）成；船其舶横中倾角有过大1，/甚1至0倾波覆。的波高是平均波高的2倍，称之为最大
波高(hw/10）；按成因分类：风浪、海啸、潮波和船行波。
一、顶浪或偏顶浪的危害
有1/3波的波高是平均波高的1.6倍，称之为三一平均一般用纵摇角表示，其大小与遭遇周期、船速、以及波长与船速的比λ/L有关。
当舶的横摇周期比波浪周期小，则船舶横摇较快，甲板与波面经常保持平行，很少上浪，但船体所受惯性力较大。
当船舶的横摇周期比波浪周期大，则横摇较慢，并且与波浪不协调，船舷易与波浪撞击，甲板上上浪较多。
当二者的周期接近相等，船舶摇摆最剧烈，横摇角越摇越大，将会导致船舶倾覆。这种现象称为横谐摇。
一、横摇运动
第二节船舶摇摆幅度及影响因素
一、横摇运动二、纵摇运动三、垂荡运动