非線形力学系理論による斜め追波中の船舶の転覆現象の解明

利用非线性动力系统理论阐明斜随波过程中船舶倾覆现象

基本信息

  • 批准号:
    13650967
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本年度は、非線形力学系理論による斜め追波中の船舶の転覆現象の解明に向けての研究の第1歩として、追波、斜め追波中の船の非線形船体運動の定性的性質を網羅的な数値計算により検討した。また、そこに用いた数学モデルに2次の項を加えることでの改良も試みた。まず運動の定性的性質については、波の2次の項をすべて無視した4自由度数学モデルを用いて、プロペラ回転数とオートパイロット・コースという二つの操船パラメーターを密なグリッドに区切って網羅的な数値実験を行った。得られた結果について運動の特性の判定を行い、定常周期運動、安定波乗り、ブローチング、転覆にすべて分類され、その他の運動は存在しないことを確認した。さらに異なる運動の間の境界がなめらかな場合とフラクタル的な場合のあることを示した。またブローチングと周期運動の間の境界がヘテロクリニック分岐とみなせることも確かめた。モデルの改良については、平水中非線形操縦性流体力微係数を付加した場合を計算し、その影響が無視できることを見いだした。さらに、線形操縦性流体力微係数が波により変動する影響を細長体理論により計算し、既存の拘束模型実験と比較した。そしてさらに、この微係数の変動が運動にどのような影響を及ぼすかを検討した。その結果、旋回や舵に関する微係数変動の影響は無視できるが、横流れに関する微係数変動の影響は有意であることを見いだした。しかしながら、これらの2次の項の付加は自由航走模型実験との一致度を改善することにはつながらず、今後のすべての2次の項を考慮したモデルの構築を待つ必要が残った。
This year, the first step in the study of the qualitative properties of ship's nonlinear hull motion in oblique wave pursuit and oblique wave pursuit is to investigate the numerical calculation of the nonlinear ship motion in oblique wave pursuit and oblique wave pursuit. The second term is added to the second term. The qualitative nature of the motion is determined by the second order term of the wave, regardless of the number of degrees of freedom of the mathematical model. The results show that the characteristics of motion are determined, steady periodic motion, stable wave motion, wave motion, wave motion classification, and the existence of other motion. The boundary between the two movements is different, and the situation is different. The boundary between periodic motion and periodic motion can be divided into two parts. The calculation of the differential coefficient of non-linear fluid force in flat water is carried out without regard to the influence of the fluid force on the surface. The influence of wave motion on the force differential coefficients of linear and nonlinear fluids is calculated and compared with existing constraint models. The influence of the differential coefficient on the motion of the vehicle is discussed. The influence of the micro-coefficient change on the results and the rotation of the rotor is negligible. The influence of the micro-coefficient change on the cross-flow is intentional. To improve the consistency of the model, the second order term of the model should be considered and the structure of the model should be improved.

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hirotada Hashimoto, Naoya Umeda: "Importance of Wave Effects on Manoeuvring Coefficients for Capsizing Prediction"Proceedings of 5^<th> International Workshop on Stability and Operational Safety of Ships. 6・4. 1-8 (2001)
Hirotada Hashimoto、Naoya Umeda:“波浪效应对倾覆预测的操纵系数的重要性”第 5 届国际船舶稳定性和操作安全研讨会论文集 1-8(2001 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Naoya Umeda, Hirotada Hashimoto: "Qualitative aspects of nonlinear ship motions in following and quartering seas with high forward velocity"Journal of Marine Science and Technology. 6. 111-121 (2002)
Naoya Umeda、Hirotada Hashimoto:“高前进速度跟随和四分之一海洋中非线性船舶运动的定性”海洋科学与技术杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
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  • 通讯作者:
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