破损进水对船舶运动的影响研究

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船舶在波浪中航行,由于诸多外部因素的影响,难免造成其结构的破坏,舱室开口进水之后的船舶的运动状态研究将具有非常重要的理论和实用价值。本文从时域理论出发研究波浪中船舶破舱之后进水对船舶运动型态的影响。在线性理论即自由面条件线性化、物面条件在瞬时物面满足的基础上用频域方法求解附加质量和阻尼系数,并将阻尼系数用傅里叶转换成为所需的迟滞函数,代入所建立的破损时域运动方程来求解。结合当今国内外较为成熟的破损船舶模型,进行相应的数值计算,对破损船舶在波浪中的运动进行研究和预报。本文首先建立了船舶破损进水的运动模型。破损舱室涌入水的运动模型耦合了船舶本身的运动,使建立精确的模型变得十分困难,但是如果选择较为简单的微幅波,只考虑主要因素的影响而作进一步的简化,我们就可以对完整情况下的各自由度的运动方程进行改进,得到破损船在波浪中的运动方程并进行有效的计算模拟。同时本文根据深水问题处理方法,对船舶在破损条件下的各自由度运动方程作了推导,并着重讨论了波浪上破损船舶的横摇运动,在时域内对破损船舶的运动做了初步研究。本文的研究工作有利于对破损船舶的运动预报做更进一步的深入研究,对今后破损船在波浪中的稳性研究也有重要意义。
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