两种波浪激励下的船舶横摇运动动力学研究

摘要

以正弦函数形式作为波浪扰动力矩的船舶运动模型反映的是规则波中的船舶运动。为深入分析实际船舶在不规则波中横摇运动的非线性机理,该文建立了以谐和激励作为波浪扰动力矩的随机不规则波中船舶横摇运动模型。以某船舶为例,应用四阶龙格库塔法求解规则波浪激励和不规则波浪激励的船舶横摇运动时历,并对时历综合运用相空间轨迹分析、功率谱分析、主分量分析、和最大Lyapunov指数计算等多种方法进行非线性动力学分析。结果表明,不同的波浪激励对船舶横摇动力学特性有明显影响,以谐和激励作为波浪扰动力矩时,即使船舶摇幅不很大,其时间序列仍然具有一定的混沌特性。对船舶在实际不规则波浪中的摇荡运动机理研究具有较好的参考价值。