Определение амплитуд качки и ускорений на нерегулярном волнении с учетом нелинейных сил

Abstract

В статье рассматривается определение амплитуд различных видов качки и составляющих ускорения с учетом влияния нелинейных сил второго порядка на нерегулярном волнении в условиях бесконечно-глубокой жидкости и на мелководье. Для расчета амплитуд используется спектральный метод линеаризация нелинейных амплитуд качки и ускорений, полученных при выполнении расчетов на регулярном волнении. Приведены расчеты максимальных амплитуд различных видов качки и продольно-горизонтальных, поперечно-горизонтальных и вертикальных ускорений в различных точках судов при качке на различных курсовых углах. Выполнено сравнение расчетов по линейной и нелинейной теориям. Показано значительное влияние нелинейных сил на амплитуды качки и все составляющие ускорения. Данное влияние имеет место при увеличении балльности волнения. Проведено исследование влияния изменения относительной глубины на амплитуды и составляющие ускорения в условиях нерегулярного волнения. Показано значительное увеличение данных величин при уменьшении относительной глубины. Показано наибольшее влияние нелинейных сил второго порядка на вызываемые ими амплитуды качки и составляющие ускорения при качке судна лагом к волнению. The paper deals with the determination of amplitudes of various types of motion and acceleration components taking into account the influence of nonlinear forces of the second order on an irregular wave in an infinitely deep water and in shallow water. The spectral method and linearization of nonlinear amplitudes of motion and acceleration obtained during calculations on regular waves are used to calculate amplitudes. Calculations of maximum amplitudes of various types of motion and longitudinal-horizontal, transverse-horizontal and vertical accelerations at various points of ships during motions at various course angles are given. Comparison of calculations by linear and nonlinear theories is performed. A significant influence of nonlinear forces on the amplitudes of motion and all components of acceleration is shown. This influence takes place at increasing of the wave grade. A study of the effect of changes in relative depth on amplitudes and acceleration components in irregular waves conditions has been carried out. A significant increase of these values with decreasing relative depth is shown. The greatest influence of nonlinear forces of the second order on the amplitudes of motions and acceleration components caused by them is shown in beam waves. accelerations, ship motions, nonlinear motions, shallow water, irregular waves.