系泊系统非线性动力学特性的时域仿真研究

摘要

应用时域仿真的方法研究了系泊系统的非线性动力学特性.以三阶操纵运动方程为基础,引入定常的风力、潮流作用力和二阶波浪力,建立了系泊系统三自由度的运动微分方程.在此数学模型的基础上,建立了系泊系统多自由度的计算机仿真模型.在风浪流联合作用的情形下,对一艘单点系泊油轮的动力学行为进行了仿真研究.以潮流速度和系缆长度为分岔控制参数,在参数平面上给出了局部分岔集.研究表明,系泊系统的动力学行为具有强烈的非线性特征.在仿真过程中观察到了吸引子的共存和Hopf分岔现象.局部分岔集将参数平面划分为3个系统动力学行为本质不同的区域.极值系泊力水平与系泊系统的动力学行为有着密切的关系.对于单点系泊船舶而言,顶风顶浪顶流的状态并不一定是最为危险的工况。