摘要：大型船舶的水弹性分析,对于船舶结构设计尤为重要。论文以某万箱级集装箱船为目标船型,采用三维结构分析与二维耐波性相结合的混合水弹性预报方法,进行快速波激振动响应分析。数值模拟采用MSC. Patran&Nastran有限元方法进行模态分析和基于MFS算法的STF切片法进行耐波性计算,并分别利用Bernoulli梁的解析解和HydroSTAR软件进行模型验证,最后基于模态叠加原理进行频域的波激响应预报。数值结果表明:该混合数值方法简化了网格划分耗时、提高了计算效率、满足了工程计算精度,具有较好的工程实用价值。

摘要：研究了船舶直航和谐波航向控制问题.基于Lyapunov稳定性理论,将自适应模糊补偿技术应用到船舶航向非线性响应模型中,利用万能逼近定理构造模糊系统逼近系统中的未知非线性,提出了一种基于自适应模糊补偿且带有物理约束二阶滤波器的鲁棒跟踪控制器.运动响应模型考虑了建模误差和外界干扰,模糊系统能有效地逼近非线性系统,控制器能够准确地跟踪预设航向和转首角速度.舵角控制结合舵机伺服系统模型,操舵情况符合物理现实.数值仿真在相同控制参数下与传统比例-微分(PD)控制作比较,结果验证了自适应模糊控制器的有效性和优越性.

摘要：为探究有限宽度水域中大型船舶的水动力特性,基于计算流体力学(CFD)技术对限宽水域中的平面运动机构(PMM)试验进行数值模拟.在对有限水域宽度的PMM试验的动态模拟上,开发了混合动网格技术,数值计算结果与循环水槽PMM试验结果对比证明采用该方法有效.继而模拟不同宽度水域中的PMM试验,分析船舶水动力随运动速度变化的关系.结果表明,限宽水域中水动力随运动速度变化的非线性特征更为显著,船舶操纵加速度导数增大,位置导数减小,旋转导数的绝对值有所增加,二阶非线性导数值变化较大.

摘要：基于统一理论,考虑横荡、纵荡、艏摇平面三自由度操纵和横摇耦合,建立四自由度模型,按照MMG模型将船体上的力分为船体力、螺旋桨力和舵力,采用耦合模型叠加波浪力的方式来预报船舶在波浪中的操纵性。波浪力采用三维面元法计算,并根据船舶实时速度和遭遇浪向进行二维插值。通过对比仿真数据与自航模试验数据,验证了模型的准确性。预报了在不同波浪工况下的船舶操纵性,验证了二阶力是船舶回转漂移的主要原因。比较了不同波高对船舶在波浪中操纵性的差异,研究结果表明:波高越大,船舶回转的纵向和横向漂移越明显,并且Z形试验中的第1超越角和达到时间越长。

摘要：过度加速度是涉及船舶大幅横摇运动的稳性失效模式之一。以某带月池海洋工程船为研究对象,对比分析船舶过度加速度薄弱性衡准在带月池船舶上的适用性。对比采用不同初始横倾角的横摇阻尼系数计算得到的船舶横向加速度与长期失效概率结果,研究月池横摇阻尼对船舶长期失效概率评估的影响。采用悬链线耦合模型约束船舶的横荡运动,通过可实现k-ε湍流模型模拟横浪中带月池船舶的六自由度运动,并与模型试验结果进行对比,验证采用CFD方法完成带月池船舶的过度加速度直接稳性评估的可行性。结果表明:第1层薄弱性衡准并不适用于本文样船,针对带月池样船,在过度加速度第2层薄弱性衡准评估中,建议采用10°初始横倾角的自由横摇衰减试验获得的等效线性横摇阻尼系数,基于CFD方法的带月池船舶的过度加速度直接数值模拟精度可接受。