舰船在波浪中的非线性运动响应与砰击研究

【摘要】：砰击载荷是一种瞬时的高度非线性载荷，在砰击发生的瞬间，船体局部将承受极大的冲击力，这种冲击力对船体结构的影响巨大。本文针对船舶在波浪中的非线性运动，充分考虑砰击的影响，开发出了全新的计算砰击反馈效应的波浪载荷计算程序。本文的内容主要包括以下几个方面。 首先，本文基于非线性切片理论，建立了在波浪中船体垂荡运动和纵倾运动的耦合运动动力方程，并在时域内给出了不同浪向角下的船舶的垂荡运动响应和纵倾运动响应，以及各横剖面的剪力等。 其次，本文还参考了Ochi底部砰击试验所提出的经验公式，并对某舰船的各横剖面的砰击压力系数进行了推导。同时，本文还对不同频率下砰击载荷的大小、位置等进行了研究，并考虑了短时间内的砰击影响，在时域内给出了垂荡和纵倾的运动响应，以及各横剖面的剪力。 最后，本文还开发了计算砰击反馈效应的波浪载荷计算程序，为舰船在波浪中的响应预报提出了新的方法。 结果表明，该船在低频的入射波中更易发生底部砰击,并且砰击对全船的运动响应影响不大，但对某些剖面的剪力和弯矩影响巨大，不容忽视。