基于谱分析原理和频率响应法的舰船纵摇运动分析
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张钰(1993-),男,博士,研究实习员,主要从事海上无人系统研究。

中图分类号:

TB126


Analysis of Ship Pitching Motion Based on Spectrum Analysis Principle and Frequency Response Method
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    摘要:

    为了掌握高海况下舰船的纵摇运动规律并对其进行准确预报,分析了舰船的纵摇运动规律。运用谱分析原理和频率响应法,分别在 4 级、5 级和 6 级海况下,根据海浪谱密度函数和舰船的纵摇频率响应函数,求得其纵摇运动谱密度函数;再运用公式推导,得到其纵摇运动的时域函数;使用 MATLAB 仿真软件对舰船进行纵摇运动仿真,得到 3 种高海况条件下的舰船纵摇运动时域函数图像,并验证仿真结果的准确性。 仿真结论:在高海况下,海况等级对舰船纵摇影响显著,海况等级越高,舰船纵摇的角度值范围就越大。以某型舰船为例的预报结果:在 4 级海况下,舰船纵摇的幅度在±6°之间;在 5 级海况下,舰船纵摇的幅度在± 15°之间;在 6 级海况下,舰船纵摇幅度可以达到±30°之间。

    Abstract:

    In order to grasp the law of ship pitching motion at abominable sea state and make accurate prediction,this paper analyzes the law of the ship pitching motion. Adopting the principle of spectrum analysis and frequency response method,the ship pitching motion spectral density function is obtained based on the wave spectral density function and the ship pitching frequency response function at sea state 4,5 and 6. Three types of Time-Domain function images of the ship pitching motion at abominable sea state are obtained from the simulation of ship pitching motion using MATLAB,and the accuracy of the simulation has been verified. The simulation result indicates that the sea state level has a significant effect on the ship pitch at abominable sea state,which means the higher the sea state level is,the greater the range of the ship pitch angle value will be. Taking a certain type of ship as an example,the prediction result shows that at sea state 4,the pitch of the ship is within ±6°;at sea state 5,the pitch of the ship is within ±15°;at sea state 6,the pitch of the ship is within ±30°.

    参考文献
    [1] 韩阳.基于水动力在线预报的舰船减纵-横摇方法研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2017.
    [2] 俞聿修.随机波浪及其工程应用[M].大连:大连理工大学出版社,2000.
    [3] Brown R G,Hwang P Y C.Introduction to random signals and applied Kalman filtering[M].New York:Wiley,1992.
    [4] Price W G.Probabilistic theory of ship dynamics.Chapman and Hall[M].London:Chapman & Hall,1974.
    [5] 盛振邦,刘应中.船舶原理(下)[M].上海:上海交通大学出版社,2004:337-433.
    [6] 徐德伦.由JONSWAP谱和PM谱计算的风浪波高之间的关系[J].海洋湖沼通报,1987(1):3-6.
    [7] 许景波,边信黔,付明玉.随机海浪的数值仿真与频谱分析[J].计算机工程与应用,2010,46(36):226-229.
    [8] 段文洋,贺五洲.高速排水型船的运动性能预报[J].清华大学学报(自然科学版),2001,41(12):82-85.
    [9] 帕利 O M,巴依佐夫 T B,沃罗涅诺克 E Я.船舶结构力学手册[M].北京:国防工业出版社,1980.
    [10] 别社安,赵子丹,王光纶.不规则波作用下海床面上的波浪压力计算[J].水利学报,1998(3):13-16.
    [11] 张文斌,姚震球,蒋志勇.船舶稳性理论研究的方法及进展[J].华东船舶工业学院学报(自然科学版),2002,16(1):7-11.
    [12] 刘献栋,邓志党,高峰.基于逆变换的路面不平度仿真研究[J].中国公路学报,2005,18(1):122-126.
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引用本文

张钰.基于谱分析原理和频率响应法的舰船纵摇运动分析[J].数字海洋与水下攻防,2020,3(4):314-322

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  • 在线发布日期: 2021-03-09
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