参数横摇的稳性直接评估及影响参数分析

摘要

参数横摇是IMO第二代完整稳性衡准制定中非常重要的稳性失效模式,目前IMO已经初步完成了参数横摇薄弱性衡准的制定,并提出了稳性直接评估的基本框架.本文基于IMO提出的基本原则,提出采用一种三维时域面元法进行参数横摇的稳性直接评估,该方法采用混合源法求解速度势,即在内域采用Rankine源,在外域采用瞬态的时域Green函数,通过求解垂荡—横摇—纵摇相互耦合的三自由度方程得到参数横摇的时历曲线和幅值.首先以国际标模C11集装箱为研究对象,通过数值计算结果和试验结果的对比验证了本研究提出方法的可靠性.然后将该方法与IMO参数横摇薄弱性衡准草案中提出的解析解、简化的单自由度时域方法进行了对比分析.最后针对影响参数横摇的关键因素横摇阻尼和GM值进行了敏感性分析.研究表明,采用的三维时域面元法可用于参数横摇的稳性直接评估;目前IMO参数横摇薄弱性衡准计算中提出的解析解以及简化的时域方法均比直接评估保守,符合IMO衡准制定的要求;参数横摇对横摇阻尼和GM值非常敏感,特别是在临界值附近.