Динамика аварийного судна, потерявшего начальную остойчивость, на волнении

• Автор: Живица, Сергей Григорьевич
• Шифр специальности: 05.08.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 195 с. : ил.

Содержание

Введение
Глава 1. Математическая модель бортовой качки судна с отрицательной начальной метацентрической высотой и методы ее исследования
1.1. Обоснование и выбор дифференциального уравнения движения неостойчивого судна на волнении
1.2. Основные положения базового аналитического метода исследования поведения судна с отрицательной начальной остойчивостью
1.3. Консервативные и неконсервативные колебания неостойчивого
судна
1.4. Особенности неравнообъемных бортовых колебаний судна
Глава 2. Установившаяся бортовая качка неостойчивого судна на
регулярном волнении
2.1. Гармоническая и субгармоническая бортовая качка
2.2. Параметрический резонанс
2.3. Устойчивость форм бортовых колебаний
2.4. Анализ возмущающего момента, действующего на судно в
условиях волнения
Глава 3. Физическое и математическое моделирование бортовой
качки неостойчивого судна
3.1. Экспериментальное исследование поведения судна с отрицательной начальной остойчивостью
3.2. Численное моделирование бортовой качки в условиях
регулярного и нерегулярного волнения
Глава 4. Прикладные задачи по исследованию динамики судна с отрицательной начальной остойчивостью
4.1. Статическое приложение кренящего момента к неостойчивому
судну
4.2. Воздействие шквала в условиях тихой воды и волнения
Заключение
Литература

Введение
1. Актуальность изучения поведения аварийного судна. В связи с непрекращающимися авариями на море, заканчивающимися опрокидыванием судов, в последние годы все большее внимание специалистов по качке концентрируется на изучении вопросов, касающихся поведения аварийного судна.
Основной целью проводимых научно-исследовательских работ в области мореходности аварийного судна является, с одной стороны, совершенствование критериев аварийной остойчивости, применяемых на стадии проектирования, а с другой, выработка рекомендаций для судоводителей по предотвращению или снижению опасности опрокидывания судна при плавании в аварийном состоянии.
Рассматривая отличительные признаки аварийного судна, влияющие на его качку при воздействии ветра или волнения, как то: наличие статических крена и дифферента; присутствие внутри корпуса значительных масс жидкости; малую остойчивость; отсутствие возможности управления и самостоятельного передвижения при тяжелых последствиях аварии, можно видеть, насколько сложной является задача по изучению его динамики в реальных условиях.
Как следствие, при нормировании аварийной остойчивости в официальных руководствах по непотопляемости гражданских судов как в нашей стране, так и за рубежом был принят и используется по настоящее время главным образом экспертный метод оценки, в котором требования к поврежденному судну определяются из сопоставления характерных параметров остойчивости хорошо зарекомендовавших себя судов и судов, опрокинувшихся в результате аварии. В качестве нормативных критериев выбраны минимально допустимые значения ряда параметров диаграммы статической остойчивости (ДСО): начальной метацентрической высоты, максимального плеча, протяженности диаграммы до угла заката и других.

называют субгармоническими, так как их частота в целое число раз меньше частоты возмущения.
3. со = соо/т, где т - целое число, отличное от единицы, и РО. Здесь также решение строится из двух компонентов. Так как со = со0/ш < со0,
система колеблется с частотой со, которая сейчас является частотой, соответствующей наибольшему периоду. Такие колебания определяются как ультрагармонические, потому что, в отличие от первого случая, они состоят из суперпозиции двух составляющих различной частоты.
4. со = ~со0, где пит - целые взаимнопростые числа, Р*0. В этом

случае система имеет одновременно характеристики случая 2 и 3, и колебания определяются как ультрасубгармонические.
В действительности каждая физическая система более или менее задемпфирована. В линейной системе присутствие сопротивления приводит с течением времени к затуханию компоненты собственных колебаний. Остаются только периодические движения с частотой, равной частоте возмущения (случай 1). Поэтому возмущенная линейная система с демпфированием при установившихся колебаниях никогда не содержит суб- и ультрагармоник.
Другие выводы следуют при изучении колебаний в нелинейных системах. Рассмотрим, к примеру, вынужденные колебания нелинейной системы, описываемой уравнением Дюффинга:
х + сОдХ + Р-х3 =т0со8ш1 (1.16)
Исследуем частотную зону вдали от основного резонанса © = ю0
поиске приближенного решения уравнения (1.16) предполагаем, что такое
решение приближается к форме, определяемой уравнением (1.15), когда р стремится к нулю
х(0 = ОсозсЩ + у0, (1-17)