船舶骑浪横甩的非线性动力学特性研究

摘要

骑浪是指尾浪下航行的船舶被波浪捕获以波速航行时的运动状态.此时的船舶具有一定的不稳定性,容易导致横甩倾覆等危险情况发生.论文从非线性动力学的角度出发,开展了船舶骑浪横甩的研究,采用4自由度非线性数学模型分析骑浪系统的固定点及其局部稳定性.通过计算发现,利用非线性动力学方法求解得到的骑浪固定点可以分为波峰附近固定点和波谷附近固定点,且两类固定点的局部动力学特性具有明显差异.船舶在波峰附近固定点处具有明显的纵荡不稳定性,而在波谷附近固定点处则具有明显的艏摇不稳定性.根据船舶在骑浪固定点附近的运动迹线,讨论了船舶骑浪横甩过程中的不同运动特性并求解了骑浪阈值.