大风浪中船舶横摇稳性变化的研究
船舶在随机海浪上的稳性和倾覆研究进展
Ａｂ ｔａ ｔＴ ｒｅｒｓａｃ ｔｏ ｓ（ｍｅｄ ｍａｎｓ ｕａｉ ， ｌｉｏ ｔｏ ｎ ｈ ｉ ｔ ａｓｇ ｅｒ） ｓ ｃ ：ｈｅ ｅｅｒｈｍｅ ｄ ｔ ｏ ｉ ｉ ｌｔ ｎ Ｍｅ ｋｖｍｅ ｄ ａ ｄｔｅｆ ｓ ｐ ｓａｅｔ ｏｙ ｒ ｈ ｉ ｍ ｏ ｎ ｈ ｒ ｈ
ｆ ｒ ｓ ｉ ｔｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｃ ｐ ｉ ｎ ｎ ｒ ｎ ｏ ｗａ ｅ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ Ｔ ｅ ｄ ｍｅ ｔ ｎ ｎ ｅ ｎ ｔ ｎ ｌｗｏｋ ａ ｄ ｏ ｈ ｐ ｓａ ｉ ｔ ｎ ａ ｓ ｉ ｇ ｉ ａ ｄ ｍ ｖ ｓ ａ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ． ｈ ｏ ｓ ｃ ａ ｄ ｉ ｔ ｒ ａ ｉ ａ ｒ ｎ ｉ ｚ ｉ ｏ
的Ｉ ＭＯ完 整稳 性衡 准 并不 是 基 于一 个 实 际的 物理 模 型 ， 、 作 用 的随 机 性 ， 舶运 动 的非线 性 以及 风 浪 船 各 自由度 运 动之 间的耦 合效应 等 因素 都几 乎没被 考虑 进来 ， 因而依 据这 些衡 准设 计 的船 舶 的安全 程度
１ 引 言
船舶 稳性 是 指 在外 力 作 用 下 ， 舶发 生 倾斜 而 不 致倾 覆 ， 船 当外 力 的作 用 消 失后 ， 能 回复 到原 来 仍 平 衡位 置 的能力 ， 船舶 的完整 稳性 是 指船 舶在 未破 损状 态 时的 稳性 。船舶 的完整 稳性 是 船舶 的最重 要 的技术 性能 之一 。为 保证 所设 计 的船 舶有 良好 的完 整稳 性 ， 船舶 工程 师们 通 常都 是要 依 据 国际海事 组
ＷＡＮＧ Ｙｉｇ ｇ ａ ｇ ＡＮ ａ ｈ ａ ｎ － ｕ ｎ ，Ｔ ｌ ｆ － ｕ
（ ｈｏ ｏ ａａ ｒｈｔ ｔｒ， ｃａ ｎ ｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｓ ａ ｇａ Ｊ ｏＴ ｎ ｎｖｒ ｔ Ｓ ａ ｇａ ２０ ４ ， ｈｎ） Ｓ ｏｌ ｆ ｖｌ ｃｉ ｃｕｅ Ｏ ｅｎａｄＣｖ ｇｎｅｉ ， ｈｎ ｈｉ ｉ ｏ ｇＵ ｉｅｓｙ ｈｎ ｈｉ ０ ２ ０ Ｃ ｉａ ｃ Ｎ Ａ ｅ ｉＥ ｎ ａ ｉ，
迎浪船舶参数横摇的理论研究
1.2 参数横摇研究进展
long-crest waves，wave group
VII
上海交通大学硕士学位论文
上海交通大学 学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意 识到本声明的法律结果由本人承担。
4
上海交通大学硕士学位论文
时也导致了船舶在波浪上的稳性特征值的变化。其中，船舶横摇恢复力矩作为保证 船舶安全的最为重要的参数受此变化影响最为严重。传统理论对船舶各个运动模态 的数值估计和预报是在船舶线性运动理论框架下进行的，适应于微幅运动，对于船 舶发生大幅度运动时所呈现强烈的非线性运动无法适用。参数横摇的存在揭示了船 舶海上客货安全和航行效率上存在的危险隐患.其影响强度是船舶频域幅值理念下 安全预报的盲区，因此正确预报船舶参数横摇的发生范围和危险程度势在必行。 1.1.2 研究目的
手段保存和汇编本学位论文。
保密□，在 本学位论文属于
不保密□。
年解密后适用本授权书。
（请在以上方框内打“√”）
学位论文作者签名：常永全
日期： 年 月 日
指导教师签名：缪国平
日期： 年 月
IV
上海交通大学硕士学位论文
波浪中船舶大幅度横摇运动稳性变化的理论计算方法
.
图 2 波浪影响下没有横倾时的横剖段吃水
图 1 坐标系
( 1 ) 空间固定坐标系 OX YZ 用来描述波浪的运 η ζ 动 , 所以又可以写成 Oξ . ( 2 ) 随船运动坐标系 Gxyz, Gxy 平面为船舶的 静水面 . ( 3 ) 惯性坐标系 ox1 y1 z1 固定在船上 , 当船处于 静平衡位置时与 Gxyz重合 , z轴通过重心 G 向上 .
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
104
上 海 海 事 大 学 学 报 的理论
如果把作用在船体表面上的压力梯度用某一深
1 度处 ζ=ζ T0 ) , 则 s 的值来代表 (本文取 ζ = 2 ζ dp -k ξ - ω t) } =ρ g{ 1 + ake s co s ( k ξ d
( 6)
由于横摇运动是非对称的 , 船舶左右舷吃水并 不相同 , 所以不能以简单的吃水来衡量 . 在此引入 1 [4 ] 个概念 — — — 浸深 , 船舶瞬时横截面浸水面积与当 时船舶在波浪中的吃水 、 船与波的相对位置以及横 倾与纵倾等因素有关 . 设横倾水线与船型交点为 zp 和 zs , 本文中称之为船舶左舷和右舷的浸深 , 它们是 纵倾角 θ , 横摇角 φ和瞬时吃水的函数 . 那么在 zp 和 zs 以及船舶姿态参数 θ ,φ和瞬时吃水都已知的情况 下 , 恢复力矩由 ( 8 ) 式提供 . 求解 ( 8 ) 式的关键是求
图 2 中 , T0 为没有发生纵倾及无波浪影响时该 横剖面的平吃水 ;δ T 为波浪和纵倾影响后的该横剖 面的吃水 变化 量 , 其 值为 : δ T =ζ (ξ , η, t ) +ζ G + ) . 该横剖面在波浪及纵倾影响后的瞬时吃水 x tan (θ θ ) ( 3) T ′= T0 +ζ(ξ ,η, t) +ζ G + x tan ( 其中 ,ζ(ξ ,η, t) 可以通过式 ( 1 ) 计算得出结果 . 求取横剖面瞬时吃水后就能根据船舶资料给出 的型值表 , 运用内插法求出该微小横剖面的面积 , 最 后利用梯形法则求出船舶在波浪中的排水体积 .
船舶操控运动稳定特性在风浪中的仿真研究
船舶操控运动稳定特性在风浪中的仿真研究
程艳辉
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2016(0)10X
【摘要】船舶在航行过程中受到风浪影响而产生的运动是一种非常复杂的运行形态。
本文通过建立风和波浪的数学模型,以此来研究二者对船舶操控运动稳定特性的影响,最后利用"烟大"号轮船进行实验仿真,给出船舶右回旋和横摇角的变化情况,仿真结果表明,利用本文所设计的风浪模型有效说明船舶在风浪中的航行状态,由此来增强船员的操控能力。
【总页数】3页(P10-12)
【关键词】船舶操控;稳定性;风浪模型
【作者】程艳辉
【作者单位】潍坊科技学院汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U665.26A
【相关文献】
1.汽车高速运动稳定性操控评价模型仿真研究 [J], 王长清;杨宏波
2.船舶在风浪中的运动稳定性研究 [J], 漆亮东
3.在风浪场中船舶运动失速特征 [J], 余鹤书;谷美荣;许小峰
4.船舶操控系统中的运动时间序列模糊推理及预报研究 [J], 张占昭;李小芳
5.水动力数值试验在船舶操控运动中的研究 [J], 谷淑敏;沈高峰;郑远攀
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
大型舰船稳性控制技术研究
大型舰船稳性控制技术研究
近年来，随着技术和装备的发展，由海军操纵的大型舰船更加注重的是稳性控制技术的研究和发展。
因为大型舰船的稳性是其安全航行的一个重要因素，若舰船稳性下降，则会影响到船舶航行安全和任务执行效率。
此外，大型海军舰船的操纵稳定性影响到大型海军舰船的航行安全，因此大型海军舰船的操纵稳性技术的研究一直得到了重视。
为了改善海军大型舰船的操纵性能，采取动力控制、舵角控制、舵距控制和航道控制等稳性控制技术。
动力控制是改善大型海军舰船稳性的一种重要技术，主要采用可变螺旋桨推力调节技术进行控制，实现舰船的稳定航行。
这种技术可以有效控制舰船的推进性能和航行状态，从而增加舰船的操纵性能。
接下来是舵角控制。
在大型海军舰船上，舵角控制是改善船舶的操纵性能的一种重要技术。
主要用于控制船舶水平控制的舵角，使船舶水平操纵精度和反应时间达到较高的稳定性。
其次是舵距控制。
通过此技术，可以更精确地控制船舶的操纵，让船舶能够更准确地转向，从而提高船舶的操纵性能。
最后是航道控制，即在航行过程中，通过监视系统和船舶控制系统及其相关仪器驱动船舶的航行。
海上大风浪环境中船舶航行安全分析
海上大风浪环境中船舶航行安全分析李生长(烟台大学海洋学院山东烟台264005)摘要：文章分析了形成海上大风浪的天气模式以及大风浪对船舶航行安全的影响和风险因素，并提出海上大风浪环境中船舶航行所需采取的安全措施以及注意事项。
关键词：大风浪航行安全措施0引言随着全球经济的发展，海上运输业也快速发展起来，船舶数量逐年增加，海上通航密度加大，造成海上事故频发。
由海上大风浪引起的海难事故造成的船损、货损和船员生命安全的问题，给航运公司以及货主带来严重的经济负担。
因此，迫切需要对大风浪中船舶航行安全问题进行分析研究，提出有效措施保障船舶航行安全，减少经济损失，保护生命安全和海洋环境。
1海上大风浪对船舶的影响当船舶航行在大风浪海域时，会产生各个方向的不规则运动，对船舶的稳性以及船舶操纵都会带来很大的影响,严重的会导致船舶倾覆、搁浅等事故。
1.1对船舶结构与设备的影响船舶在大风浪中航行，纵摇、垂荡对船体和设备的影响比较大。
当船舶底部露出水面后遇上波浪的波谷，中间的落差会非常大，导致船底对水面的抨击比较大，可能会导致船体受损，船体外壳出现裂缝进水。
当发生纵摇与垂荡过大时，螺旋桨的桨叶会高过水面，出现飞车现象，致使沉深比大幅的降低，螺旋桨受到周围水的阻力也大幅降低，从而加快螺旋桨转速，产生振动，会使螺旋桨受到非常大的损害，甚至还会损害到主机，影响船舶航行⑴。
1.2对船舶稳性的影响稳性是船舶航行安全的基础，稳性过小或太大，都会对船舶造成极大的危害。
因受到风和波浪的共同作用，引发横摇和纵摇等六个自由度的运动，会使船舶的稳性高度随其呈周期性改变。
由于船舶面对波浪传播方向的差异，其受到的力也会有收稿日期：2020-12-18作者简介：李生长(1986-1),男，河南省人，硕士，讲师，现从事船舶航行信息和航行方法研究工作。
很大差别，稳性也会随之改变。
船舶横浪时，当横倾力矩大于船舶的复原力矩时，将导致船舶倾覆；船舶在顺浪时可能会造成船舶丧失稳性，甚至导致船舶沉没。
船舶在随机纵浪中参数激励横摇稳定性研究
船舶在随机纵浪中参数激励横摇稳定性研究
胡开业;丁勇;王宏伟;李积德
【期刊名称】《船舶力学》
【年(卷),期】2011(015)001
【摘要】船舶在纵浪中参数激励横摇运动的稳定性对船舶的航行安全性有着重要影响.文章研究了船舶在随机纵浪中的主共振响应及系统的稳定性问题.将随机参数激励项考虑为一窄带随机过程,建立了简化的船舶在随机纵浪中参数激励横摇线性模型,用多尺度法分离了系统的快速项,求出了系统的最大Lyapunov指数和稳态概率密度,由最大Lyapunov指数得到了系统零解稳定的条件.研究表明,船舶的阻尼、随机波浪的中心频率及带宽和随机参数激励幅值等对船舶在随机纵浪中参数激励横摇稳定性有影响.
【总页数】6页(P11-16)
【作者】胡开业;丁勇;王宏伟;李积德
【作者单位】哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学多体船国防重点学科实验室,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔
滨,150001;哈尔滨工程大学多体船国防重点学科实验室,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔
滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】U661.32
【相关文献】
1.船舶随浪中参数激励非线性随机横摇运动计算 [J], 李红霞;唐友刚;刘利琴;匡晓峰
2.规则纵浪中船舶参数激励横摇运动研究 [J], 李浩;陆建辉
3.船舶在横浪中的横摇运动及其稳定性研究 [J], 傅晓斌
4.规则纵浪中船舶参数激励横摇运动的鲁棒控制 [J], 马磊;张显库
5.基于LSTM神经网络的随机横浪中船舶横摇运动极短期预报 [J], 易文海;高志亮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
舵速对船舶波浪中回转及横摇的影响
舵速对船舶波浪中回转及横摇的影响舵速对船舶波浪中回转及横摇的影响船舶在波浪中航行时，受到浪的力量作用，船体会出现回转及横摇的现象。
而舵速作为掌控船舶航向的重要因素，对船舶在波浪中回转及横摇的影响也十分显著。
首先，舵速的大小会直接影响着舵角的变化速度。
船舶在波浪中行驶时，受到了各种不同方向和大小的浪的作用，因而其航向也会不断地发生变化。
当舵手为了控制船舶的航向而改变舵角时，舵的变化速度将会决定舵角的变化快慢。
如果舵速过慢，那么舵手就很难对船的航向进行及时的调整，在不断变化的波浪中就很容易产生回转及横摇。
相反，如果舵速过快，船舶的操纵则会过于灵敏，会因为受到的浪浪力和其他外部干扰而导致船体的不稳定。
其次，船舶在波浪中不稳定的状态也会影响着舵手使用舵的方式。
由于不断变化的波浪的影响，船体往往处于一种起伏不定的运动状态，如此复杂的船体姿态会使舵手难以判断船的真实方向和姿态。
当舵手使用舵使船体改变航向时，可能会因为原方向和目标方向的差异过大，而使船舶在波浪中产生较大的回转或横摇。
另外，舵速还会影响着舵机的工作效率。
当船舶在波浪中产生回转或横摇时，舵机将需要不断地调整舵位，以维持船舶的航向稳定。
而当舵速过慢时，舵机将需要消耗更多的时间和能量来调整舵位，因而会降低船舶的机动性能。
而当舵速过快时，舵机则可能会因为过载而发生故障，导致船舶在波浪中失去控制。
总之，舵速对船舶在波浪中回转及横摇的影响是不可忽视的。
掌握好舵速的大小，正确使用舵，保持良好的舵机工作状态，是舵手操纵船舶在波浪中安全航行的必要条件。
抱歉，由于缺少具体数据和情境背景，无法为您有效地分析相关数据。
请提供数据及情境背景，以便我为您服务。
在加拿大魁北克省的一座鹅颈桥发生垮塌事故后，引起了全球的关注。
这起事故发生于2019年4月，当时正在进行桥梁加固工程。
据初步调查，这起事故的发生与施工工作中的一些失误有关，其中之一就是在进行重型设备操作时，操作员误以为悬挂在桥上的600吨荷载只有一半，无法承受的太多负荷并且导致桥梁失去平衡和倒塌。
纵浪上船舶的动稳性研究
１ 船舶在纵浪中发 生参数激 励横摇 动稳性 的研究
纵浪航行 是所有船舶最为常见的航行状态 ， 纵浪航行 方法是根据 传统 的线性理 论 ，由于船舶纵浪航行是不会受 到横 向的干扰 ，所 以在 这种情况下 ， 产生 横摇运动的幅值基本不可 能会产 生。在 很多年 以前 就有人用船模做过 类似的实验 ，在当时 的实验 中，当事人 发现在船舶 纵摇 时如果频 率超过了横摇频率 的两倍 ，那及 时船 是在纵浪 中行驶 ， 也有可 能会 导致船舶横摇 。这种现象 的产生是传统 的线性理论无法解 释的 ，现在对 于这 一现象的看法普遍是 ：船舶在纵浪 航行 时 ，最初 的 稳定性会 随着 时间的变化而发生改变 ，这种改变会促 使船 舶发生横摇 ３ 结 束 语
摇的规律和特点 ，这样才 能更好 的避免倾覆现象 的产生 ，为船舶的出 行提供 更加可 靠的措施 。
２ 研 究中船舶在纵浪行驶影响动稳性的成果
对 传播在波浪中行驶大 幅度横 摇运动对稳定性产生 的影 响进行 了 分析 ，结合阻尼、非线性的力矩系数 ，对船 舶摇动的影响进 行了分析 。 研 究了船舶在规则纵浪 中横 摇运动的稳定性 ，得 出了规则 纵浪中 稳定 区域与不稳定 区域 的分布 ，分 析参 数 ，以取值的方法提 高船 舶在 纵浪上横摇运动 的稳定性 。 对于 船舶在纵浪中的动稳性 ，要用 多尺度法对整个船舶在纵浪 中 主参数 的共振响应进行分析 ，然后解 出答案。分析了各参数对横摇 运 动稳定性 的影 响。 在分析船 舶的动稳定性时 ，传统 的分析 方法是将波浪激励转化 为 白噪声 ，但是 白噪声模型与船舶 实际的激励情况差距甚远 ，所 以要 建 立符合船舶实 际运行情况 的模型 ，从而得 出符合实 际情况 的结果 。
航 行 动稳 性 的 影 响 。
船舶稳性知识相关介绍
试验数据处理与结果分析
数据整理
对倾斜试验所得的数据进行整理，绘制相应的曲线图或表格，以 便进行后续分析。
结果分析
根据整理后的数据，分析船舶在不同状态下的稳性表现，如在不同 装载情况下的稳性变化、不同海况下的稳性响应等。
结论与建议
根据分析结果，得出船舶稳性的评价结论，并针对存在的问题提出 改进建议或措施。
船型设计
不同船型对波浪的响应不同， 合理的船型设计有助于提高动
稳性。
装载状态
船舶装载状态直接影响重心位置 和稳性高度GM，进而影响动稳 性。
航速与航向
航速和航向的改变会影响波浪 对船体的作用力和船舶的摇摆 运动。
海况条件
不同海况条件下，波浪的高度 、周期和波向等因素对动稳性
产生显著影响。
04
船舶稳性试验与校核
气象条件
气象条件如风速、风向、浪高等也会对船舶的静 稳性产生影响。在恶劣的气象条件下，船舶的静 稳性可能会受到严重挑战。
03
船舶动稳性分析
动稳性现象描述与分类
01
02
03
摇摆现象
船舶在波浪中产生的周期 性横摇和纵摇运动。
谐摇现象
当波浪频率与船舶固有频 率相近时，船舶摇摆幅度 显著增大的现象。
砰击现象
船舶稳性知识相关介 绍
目录
• 船舶稳性基本概念 • 船舶静稳性分析 • 船舶动稳性分析 • 船舶稳性试验与校核 • 船舶稳性改进与优化措施 • 船舶稳性安全管理与应急处理
01
船舶稳性基本概念
稳性定义及意义
稳性定义
船舶稳性是指船舶在受到外力作用时，能够保持原有平衡状 态或恢复原有平衡状态的能力。它是船舶安全航行的重要保 证。