40000吨级散货船水动力特性及运动响应分析
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摘要: 波浪载荷对船舶在航行中的操纵性能和安全性有着至关重要的影响。通过建立40 000吨级散货船模型,结合势流理论和波浪的辐射/衍射理论,调用水动力学软件AQWA对船舶在波浪载荷作用下的水动力特性及运动响应进行数值计算分析,并在此基础上进一步考虑风、浪及流载荷的联合作用,计算船舶在不同海况下的时域动态响应。由此得到不同浪向角下船舶六自由度方向的运动响应及F-K力和绕射力随波浪频率的变化规律;同时也得到对应浪向角自由度的幅值响应算子(RAO)时域运动响应。结果表明:无论是在顶浪作用还是横浪作用下,船舶在低频波浪载荷作用下容易出现较大的运动响应;在顶浪作用的船舶六自由度运动响应与横浪作用下的运动响应存在差异;在RAO频域运动响应剧烈的自由度上,对应浪向F-K力的峰值都大于辐射力的峰值,F-K力对结构运动响应的影响因素更大;随着海况恶劣程度的加深,船舶时域运动响应急剧增大,给船舶造成严重的安全隐患。