船舶遭遇海浪要素长期分布的研究

本文根据波浪的随船统计资料，研究了波浪要素的长期分布，海浪谱函数和船舶 性能长期预报方法．应用ｗｅｉｂｕｌｌ函数拟合波高和周期的长期分布；沿用第１２届 ＩＴＴＣ（１９６９）海浪谱得到我国沿海海域修正的海浪谱，并给出了各种概率意义下的 波高、周期以及相应的谱矩。     

天然航道船行波波高计算方法

介绍了７０年代－８－年代国外较典型的有关船行波波高计算公式及其适用条件，根据我国近期对双体客船的船行波试验资料，给出了相应的计算船行波波高的方法。并了单体船和双体船船行波形态以及影响船行波波高的诸因素。     

Appell 函数和 Humbert 函数的积分表达

Appell 函数和 Humbert 函数在双变量超几何函数中具有重要的研究意义. 受到 Brychkov 和 Saad 建立 Appell 函数的积分表达式的启发, 通过对双变量超几何函数与一般超几何函数积分, 建立了一些双变量超几何函数的积分表达式, 其中包含了很多 Appell 函数与 Humbert 函数的积分表达式.     

一种新型活塞环径向压力分布函数

对仅为余弦函数表达式和非仅为余弦函数进行了介绍,同时基于现代活塞环的设计方法以及非仅为余弦函数表达式的通式,提出了一种形式较为简单的非仅为余弦函数表达式.表达式除了待定系数外仅有两个函数系数,参数的确定过程较为方便,且特性上优于仅为余弦函数表达式.     

基于Copula函数的黄海波高周期联合统计分析

为研究黄海中部海域波浪的年极值波高与年极值周期联合分布,基于黄海海域3个位置点1999—2018年SWAN后报波浪数据,采用5种单变量分布拟合年极值波高和年极值周期,通过拟合优度评价得到各位置点年极值波高和年极值周期的最优单变量分布,利用Copula函数理论建立了年极值波高和年极值周期联合分布函数,并与单变量分布波高和周期设计值进行了对比分析。结果表明:黄海中部海域波高周期联合分布可能存在区域性特征；波高周期联合分布得到的波高、周期设计值较同设计频率下的单变量分布设计值高；相同波高和周期设计频率下,单变量重现期最大,条件重现期次之,联合重现期最小。     

一种新的函数形式与高次方程的关系——极分

由x=f（x）定义了新的函数表达式,并由这个新的函数表达式讨论了方程共同解的问题以及讨论了一些高次方程的解法及单调性的判断,根据此方法得到了对更为广义的函数的讨论;给出了函数的一种新的表达式.     

Laplace算子谱函数的表达式

由theta函数的恒等式和Mellin变换,得到了特殊三角形上Laplican算子谱函数的严格表达式.作为一个简单应用,得到了一类无穷乘积的解析表达式.     

改进线性兴波阻力帐篷函数法及实船型线优化

针对线性兴波阻力帐篷函数法阻力计算及相应的船型优化方法不能反映实际船体对称面形状这一局限,提出一种定义在实际船体对称面上的船体曲面近似函数,将该船体曲面近似函数代入线性兴波阻力表达式,用该表达式与原帐篷函数法计算同一船型的兴波阻力系数,对比结果表明在多数速度区间内比后者更加接近试验结果.由此表达式建立以船体型值为变量的最小兴波阻力二次规划数学模型,此模型适用于任意给定的由曲线、折线围成的非矩形船体对称面区域,尤其适用于舰船前体及其球鼻首的优化.基于二次规划优化模型对仿DDG51船型进行一系列型线优化设计,在理论上获得了20%以上的兴波阻力减阻效果.     

关于价格弹性函数及其总收入函数的探讨

研究了线性需求函数的弹性和总收入的图形及函数表达式 ,分别对于弹性为线性齐次函数和常数时的需求函数及其总收入进行了具体研究并给出了相应的图形。     

关于一类单叶函数子族的极值问题

利用Herglotz公式，给出了函数族K的结构表达式f(z)=z(1-z)并对进行了估计。     

半无限长浅窄航道中船舶变速航行的有限元计算

在流体力学的基础上建立了船舶进入半无限长浅窄航道的数学模型,由于船在狭航道中航行,研究的水的运动是一个变边界问题,采用浅水模型。半连船非惯性坐标系来计算变边界问题,让网格的变化来适应船的移动。开边界处使用辐射边界条件,本文从非守恒型动量方程、二维浅水波动方程、连续性方程出发。采用有限元法计算船舶进入狭航道的水动力学过程;还研究了船和水体的相互作用,描述了自由水面波动、船底部的压力等重要物理量在船行驶过程中的变化规律,给出了船进入狭航道时的水面波高图、压力图。     

时域分析波浪中浮体运动的时延函数计算

针对时域分析波浪中浮体运动的时延函数,分别采用直接时域法和频时域转换法进行了数值计算和比较研究.直接时域法理论统一、完善,但计算耗时;频时域转换法计算快捷,但受到频率范围的限制,数值处理存在误差.对无航速和有航速情况下的wigley型船以及圆柱形平台各模态的时延函数和阻尼系数分别进行了相互转换计算和对比,两种方法得出结果吻合良好,数值上证明了克拉梅尔斯-克罗尼格关系,表明计算时延函数的直接时域法和频时域转换法皆有效,频时域转换法在计算时间上具有较大的优势,更加高效和实用.在此基础上考察了船舶在有航速情况下频率共振引起的奇异现象,并就不同航速对时延函数结果的影响进行了讨论.     

基于小波理论的舰船非线性横摇运动特性分析

探索采用小波分析方法研究船舶在波浪中非线性摇摆运动的动力学特性．对在几种不同的典型波浪参数情况下,得到的船舶在波浪中非线性摇摆的响应,进行小波变换．利用小波变换所特有的时频窗,可以同时在时域和频域中研究船舶横摇响应的模图和相图．通过分析所得模图和相图的典型特征,得到舰船非线性横摇幅值和频率等动力学特性．且小波变换适应不同频率的窗口特性具有更好的分辨率,可以获得更多的横摇运动响应特性信息．研究表明,小波分析在非线性横摇运动动力学特性分析的研究中是可行的,可以加强对船舶横摇非线性复杂动力学特性的分析能力．     

小水线面双体(SWATH)船纵向运动的控制

本文讨论了ＳＷＡＴＨ船静水中纵向运动稳定性和其在波浪上纵向运动消减的最 优控制问题。计算结果表明，设置两对一定面积的稳定鳍并对其加以特定规律的控 制，能达到保证ＳＷＡＴＨ船在静水中的纵向运动稳定和消减波浪中运动的目的。本 文方法可供设计参考使用。     

规则波中船舶操纵与垂荡、纵摇耦合运动模拟与特性分析

采用MMG分离模型的思路,在船舶六自由度操纵性运动方程中叠加波浪垂荡力和纵摇力矩,构成波浪中船舶操纵与垂荡、纵摇耦合动力学模型,用来模拟规则波中船舶操纵与垂荡、纵摇耦合运动特性。其中的波浪力由切片法计算,船舶航向保持采用PD控制模式。采用耦合动力学模型计算了某船在规则波中保持航向时的垂荡、纵摇运动,并与试验结果进行了比较。两者的幅频曲线形式上基本一致,间接证明了耦合动力学模型的有效性。进而采用该模型计算了该船在不同浪向角和航速下保持航向稳定的垂荡、纵摇运动,以垂荡、纵摇等值极坐标曲线形式表征了船舶规则波浪中操纵与垂荡、纵摇的耦合运动特性。     

多种因素影响下的船舶航线诱导模型构建与应用

为实现船舶科学快速的到达目的地,通过结合海上船舶行驶的特点和影响因素建立了针对于船舶航行的海上航线诱导模型。首先根据影响船舶行驶的海风、波浪等因素和船舶自身情况求出船舶在风浪环境下行驶速度,进而求出风浪对航速的影响系数,然后利用改进的BPR公式和排队论的理论对船舶路段的行程时间进行计算,最后运用蚁群算法求出流量时变航路网中用时最短的路径。在进行建模时考虑了施工区的影响、不同位置风浪变化的影响以及碍航物的影响。研究表明：该模型在本算例中最佳航线比其他航线的最佳航线航行时间最高可减少6.4%,并且加入风浪等环境因素的影响使得结果更加准确,说明该方法能更好的为船舶航行提供帮助。     

舰船目标逆合成孔径雷达成像分析

对海上非平稳的舰船目标实现瞬时ISAR 2维成像.利用多普勒效应,得到目标的1维距离像,将各次回波包络对齐,在方位上进行自聚焦,即将目标等效为转台模型.在转台模型下,目标的运动分为平动和转动分量,平动分量在雷达成像过程中没有任何作用,因此需要将其补偿掉,这是雷达成像关键技术所在.对于运动比较平稳的观测目标,经过包络对齐和自聚焦后就可以直接得到其2维图像,但由于舰船目标通常是非合作目标,其目标特性和运动轨迹等很难确定,其回波具有明显的时变性,因此,按照多普勒中心的周期把成像时间划分为若干个时间段,针对不同的成像时间段得到相应时刻的瞬时ISAR像,由Matlab仿真对得出的分析结果进行了检验,表明该方法对于非平稳的舰船目标成像是有效的.     

三维多层流动过孤立山脉产生的山脉重力波的数值试验

利用中尺度数值模式ARPS研究了分层流动大气中的非线性山脉重力波。分层流动过孤立山脉所产生的山脉重力波的数值模拟表明,具有两层模式结构的气流过孤立山脉产生一个发散模态的拦截背风波,同线性理论模式计算结果具有基本相同的流动特征。但是具有三层模式结构的气流过孤立山脉所产生的非线性山脉重力波和大气船波表现出同两层模式结构的气流完全不同的流动特征,因非线性相互作用在山脉背风面产生了2个发散波模态的拦截背风波向山脉下游传播,具有同两层模式和线性理论模式相比更加复杂的波动特征。     

FPSO底部砰击运动与荷载预报

提出了一种适用于FPSO底部砰击运动与荷载的计算方法.用频时转换将以Green函数法计算得到的运动谱变换到时域中,实现底部砰击发生的预测;根据经验公式法,实现底部砰击荷载的预报.计算中考虑了波浪与船的遭遇相位角和不同设计波周期对底部砰击荷载的影响.该方法可方便地用于预报FPSO在其工作海域环境条件下的首底砰击荷载及其发生的频率,其计算结果可作为砰击导致的FPSO底部板壳疲劳分析的输入,也同样适用于不同浪向角和不同装载状态下砰击荷载预测的计算.     

舰船摇摆对舰载火箭初始扰动影响的多因素分析

为研究舰载火箭由于舰船摇摆而产生的过载对其发射时初始扰动产生的影响,设计虚拟正交试验来仿真计算舰载火箭在不同状态下的初始扰动,并通过多因素极差分析得到海况、迎浪角、发射仰角和发射装置在舰船甲板的安装位置4种影响因素对舰载火箭初始扰动的影响程度.仿真结果表明,4个因素对初始扰动的影响都不可忽略,对初始扰动影响程度由重到轻依次为发射仰角、海况、迎浪角和安装位置.