张艺瀚，王 平，蔡新功

（中国船舶及海洋工程设计研究院，上海 200011）

0 引 言

三体船型具有较单体船型更好的快速性、耐波性和总布置性等优点[1]，已经在很多实船上得到了体现，包括美国LCS 三体濒海战斗舰、澳大利亚三体高速车客渡船等。实船试验及相关模型试验研究[2]表明，三体船型横摇运动特性与常规单体船型有所不同，在波浪中低速航行时经常发生大幅横摇及不稳定横摇现象，可以通过引入非线性横摇阻尼模型和非线性恢复力模型进行研究。

非线性横摇运动方程从数学角度难以求得精确解析解，通常基于势流理论计算等效线性化阻尼下的稳态运动[3]，此外，利用CFD 可以模拟波浪中的大幅横摇衰减运动[4-5]，但较难精确仿真不稳定的非线性横摇现象，且计算效率较低。为了从理论角度解释三体船可能存在的特殊横摇运动现象，以便在工程中给予指导建议，本文采用非线性动力学理论中的摄动法来定性与定量地分析波浪中非线性横摇运动特性。摄动方法主要有LP 法、多尺度法、平均法[6]等。丁勇等[7]研究了单体船型在静水中的横摇解析解，并通过数值和试验加以验证；胡安康等[8]基于多尺度法研究了集装箱船在横浪中的横摇解析解和横摇特性，但是关于三体船型的近似解析解的相关研究目前还未有学者进行公开报道。三体船型的非线性横摇模型具有一定特殊性，通常其阻尼模型采用线性加平方模型（LPQD）或线性加立方模型（LPCD）[9]，主要根据具体的船型特点和附体型式进行选择[10]。……