船舶超谐共振响应运动

摘要：

由于船舶阻尼系数和恢复力矩的的非线性,船舶大幅运动时横摇和纵摇耦合.各类船舶的纵摇固有频率接近横摇固有频率的两倍,存在基于动力学理论的2:1的内共振关系.本文考虑大幅波浪激励,建立了船舶横摇与纵摇耦合的非线性运动方程,针对纵摇和横摇频率存在2:1内共振关系以及波浪遭遇频率Ω等于1/4倍纵摇固有频率,采用多尺度方法,求出了运动方程的摄动解,得到了横摇与纵摇超谐运动的时间历程响应,分析了产生超谐共振的条件.研究表明,在大幅波浪激励下,船舶将出现超谐共振响应,其运动特征是:横摇运动和纵摇运动均为两个不同频率谐波的迭加.横摇响应包括波浪遭遇频率谐波和横摇固有频率谐波;纵摇包括波浪遭遇频率谐波和纵摇固有频率谐波.两个谐波响应的迭加,使横摇和纵摇运动响应显著增加,并且横摇运动不再左右对称.针对算例进行了超谐运动响应计算,计算结果与本文的理论分析结论完全吻合.

关键词：船舶非线性运动、纵摇-横摇耦合、超谐共振

所属期刊栏目：43

分类号：U661.32(船舶工程)

资助基金：国家自然科学基金59679002

在线出版日期：2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：19-24