基于渐进法的船舶横摇非线性阻尼系数识别
2019-12-25孙金伟邵珠晓李选群万晓正赵环宇刘海丰
船舶力学 2019年11期
孙金伟,邵 萌,邵珠晓,李选群,万晓正,赵环宇,刘海丰
(1.中国海洋大学工程学院,青岛266100;2.山东省海洋工程重点实验室,青岛266100;3.齐鲁工业大学(山东省科学院)海洋仪器仪表研究所,青岛266001;4.山东省海洋环境监测技术重点实验室,青岛266001)
0 引 言
船舶横摇阻尼的准确估算是正确预报波浪中横摇运动的前提。小角度横摇时,船舶横摇运动可以用线性方程描述,但当横摇幅值增大时,必须考虑非线性效应。横摇非线性主要表现在回复力矩的非线性和阻尼的非线性,很多学者对非线性的阻尼和回复力矩数学模型开展了研究[1-4]。
船舶横摇回复力矩可由不同阶次的奇次多项式函数表示,回复力矩系数可通过与流体静力学计算得到GZ曲线进行拟合获得[5]。而对于横摇阻尼项,目前尚未有完备的理论计算方法,现有的船舶耐波性评估的势流理论不能预报横摇运动中由于摩擦、旋涡和流动分离等因素产生的粘性阻尼[6]。基于模型试验获得的经验公式在实际使用中较为方便,但是仅对特定船型适用[7-9]。因此在工程实践中常用模型试验的方法来确定船舶横摇阻尼系数。
最早利用模型试验进行横摇阻尼系数估算的学者是Froude(1872)[10]。Wassermann(2016)等[11]对不同的模型试验技术,包括衰减横摇试验和强迫横摇试验方法等进行了研究总结。Spouge(1988)[12]对于不同学者提出的各类不同阻尼系数识别方法和结果进行了总结比较,并探讨了各种方法的识别精度。Mathisen 和Price(1985)[13]提出了估算衰减横摇和强迫横摇试验阻尼系数的方法,研究发现线性加平方项阻尼模型比线性加立方项阻尼模型具有更好的优越性。……
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