顶浪规则波中参数横摇数值方法研究(二)

摘要

国际海事组织正在制定第二代完整稳性衡准参数横摇稳性直接评估方法,为提出可靠的适用参数横摇衡准的数值方法,在相同理论框架下,首先提出单自由度(1DOF)数学模型,其考虑了无横倾时垂荡、纵摇运动对横摇力矩的影响,且横摇力矩的非线性Froude-Krylov部分通过对瞬时湿表面的积分得到;其次提出垂荡-横摇-纵摇耦合的三自由度(3DOF)数学模型,其考虑了耦合参数横摇影响的垂荡、纵摇运动对横摇力矩的影像,且垂荡力、横摇力矩和纵摇力矩的非线性Froude-Krylov部分通过对瞬时湿表面的积分得到.单自由度方法中横摇方向的辐射力矩和绕射力矩、三自由度方法中的垂荡、横摇、纵摇三个方向的辐射力/力矩和绕射力/力矩考虑了瞬时横摇角对平均湿表面的影响.最后采用国际海事组织提供的标模,通过比较数值计算结果和试验结果验证数值方法的可靠性,同时通过分析横摇复原力变化给出数值结果出现不同的原因,并推荐垂荡-横摇-纵摇耦合的三自由度数值方法作为参数横摇衡准的数值方法.