实际海浪环境下大尺度模型物理仿真试验技术研究

摘要

船舶环境适应性是信息时代特衡量船上设备和装置性能能否充分发挥和提高其总体性能的重要指标。船舶一直在向高速化发展，因此就要求船舶在高海情下或者大风浪中具有良好的航行安全性能，对船舶平台性能提出很高要求。现在各国都特别注重船舶在复杂恶劣海洋环境中的环境适应性的研究。对于科技含量高、耗资巨大的船舶建造项目，必须做到万无一失。实际海浪环境下大尺度模型物理仿真系统将对确保船舶实际环境下的总体性能起到重要作用。本文主要开展以下几个方面的工作： 1．从各个环节，分析大尺度模型物理仿真试验系统的可靠性，并提出了有效地进行试验的方法，为进行大尺度模型物理仿真试验做好准备。 2．根据实测近海岸波浪数据资料，分析近海岸波浪与工TTC理论波浪之间的相关性，考察大尺度模型物理仿真试验波浪模拟的可行性。 3．基于因次分析，从船舶运动方程出发，从理论上研究大尺度模型与实船的相关性，探寻大尺度模型物理仿真试验预报实际船舶运动的可行性，并研究由大尺度模型物理仿真试验数据预报船舶运动的方法。 4．利用信号处理、时间序列分析、系统辨识等方法，初步介绍船舶非线性运动。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1本文的目的和意义

1.2国内外研究发展状况

1.2.1国外研究发展状态

1.2.2国内研究发展状态

1.3本文的主要工作

第2章大尺度模型物理仿真试验海洋环境的描述

2.1海浪特征

2.2海浪数值仿真

2.3海浪谱密度函数估计

2.3.1相关函数法的步骤

2.3.2直接傅立叶变换法的步骤

2.4实际海浪环境下大尺度模型试验波浪模拟

2.4.1波能量谱密度方法

2.4.2实际海浪环境的对比分析

2.4.3自由浮标式浪高仪方向谱数据处理

2.5本章小结

第3章实际海浪环境下大尺度模型物理仿真试验

3.1大尺度模型物理仿真试验的可行性分析

3.1.1大尺度模型与实船的尺度模拟

3.1.2实际海浪环境因素的模拟

3.2大尺度模型试验与水池试验对比

3.3大尺度模型试验岸上调试及湖里调试

3.3.1大尺度模型岸上调试工作

3.3.2大尺度模型湖里调试

3.4大尺度模型物理仿真试验中注意的一些问题

3.4.1大尺度模型航速的标定

3.4.2大尺度物理仿真模型进行耐波性试验时候的试验路径

3.4.3大尺度模型物理仿真试验初试(湖试)发现的问题

3.5大尺度模型试验分析远洋船在海上航行安全性

3.6本章小结

第4章外推预报方法的初步探索

4.1一般意义上的外推介绍

4.1.1尺度转换的新方法

4.1.2尺度外推应注意的问题

4.2大尺度模型与实船的相关性分析

4.2.1因次分析

4.2.2船舶在不规则海浪中运动

4.3船舶耐波性评估

4.3.1低海况下船舶耐波性评估

4.3.2高海况下船舶耐波性评估

4.4船舶运动非线性初步介绍

4.5本章小结

结论

参考文献

致谢