船舶在波浪中

1、船舶在波浪中的運動學號：M93520070姓名：賴建中綱要 簡介 操縱數(shù)學模式 運動數(shù)學模式縱移（Surge）、橫移（Sway）、上升下潛（Heave）、橫搖（Roll）、縱搖（Pitch）、偏搖（Yaw）簡介 船舶在海上行進時的反應(yīng)是一個非常復(fù)雜的非線性現(xiàn)象，因為不只有波浪作用力，同時船本身也有一個前進的動力存在。 規(guī)則波 單方向不規(guī)則波 多方向不規(guī)則波操縱數(shù)學模式 使用日本MMG( Mathematical Modeling Group)流力模式。 船舶、螺槳、舵單獨性能為基礎(chǔ)再加上三者的擾動效應(yīng)。 只考慮船舶縱移(surge)、橫移(sway)、平擺(yaw)、橫搖(roll)。坐標系

2、空間固定坐標 船體固定坐標 船體固定坐標與水面平行。 地球公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)效應(yīng)忽略。運動方程式 如果將 定在船體重心 上 不考慮起伏(heave)、縱搖(pitch) 角速度 重心速度相對于空間固定坐標的轉(zhuǎn)換 重心速度相對于水的速度轉(zhuǎn)換成相對于地球的速度。船舶-流體力與力矩，附加質(zhì)量和黏滯度影響 流體力系數(shù)可視為只與船舶之瞬間運動狀態(tài)有關(guān)，此即所謂的準定態(tài)(quasi-steady)處理方式。 考慮橫搖運動：重心移動速度：縱移附加質(zhì)量：橫移附加質(zhì)量：平擺附加質(zhì)量慣性矩：橫搖附加質(zhì)量慣性矩、：由于船舶平面運動所引起之阻力增加系數(shù)：船舶直進阻力、：線性流體阻尼力系數(shù)、：線性流體阻尼力矩系數(shù)：無因次非線性

3、流體阻尼力：無因次非線性流體阻尼力矩：橫搖運動所引起的橫移力：橫搖運動所引起的平擺力矩：橫搖阻尼力矩：船體流體橫移力作用點與重心的垂直距離：船體流體橫移力作用點與水面的垂直距離螺槳-螺槳力與力矩，螺葉數(shù)目和展開面積比影響螺槳在四個象限中之推力與扭力可表示為下：其中為推力減少系數(shù)，為螺槳附加極慣性矩(added polar moment of inertia)。舵-舵力與力矩，舵形和有效入流速度及攻角影響：舵之阻力減少系數(shù)：舵之額外橫向力與橫向力之比值：橫向力作用點的坐標：額外橫向力作用點的坐標：橫向力作用點的坐標：額外橫向力作用點的坐標：舵角：舵的正向作用力(normal force)主機-類

4、型 低速柴油機之扭矩特性其中為主機扭矩極限。 蒸汽渦輪機轉(zhuǎn)速與扭矩關(guān)系：主機馬力：主機產(chǎn)生之馬力其中下標表示常用輸出。運動數(shù)學模式 運用薄片理論(Strip theory)作為數(shù)值模式的基礎(chǔ)。 應(yīng)用來分析船體在規(guī)則波下運動的方法，假設(shè)受力行為為線性，可以合理精確的計算出受力行為。坐標系 O-XYZ空間固定坐標系；而o-xyz為固定于船體之移動坐標系。邊界條件 Laplace Eq. Linearizied Free Surface Condition Bottom Condition Radiation Condition Kinematic Boundary Condition 流體質(zhì)點在表面的法向速度即船體對應(yīng)速度。運動方程式 細長船體對稱，所以縱移(surge) 先可忽略。 為船體附加質(zhì)量(added mass)