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船舶在双色跟随波中的非线性纵荡运动。 (英语) Zbl 1510.70027号

小结:研究了在陡峭和长跟浪中航行的船舶的意外运动。一个著名的例子是“冲浪”,在这种情况下,一艘船被单一波浪推进,有时会引起横向不稳定甚至倾覆。对于单色波,这种行为背后的动力学已经在前面得到了阐明。然而,多色海洋中与船舶行为相关的相空间的不稳定性,加上固有的强系统非线性,带来了新的挑战。在这里,海流理论被扩展到涵盖从船尾遇到船舶的单向双色波中的喘振和冲浪行为。激励由两个单向谐波分量提供,它们的长度与船长相当,频率以合理的比率。应用的技术包括(a)连续分析;(b) 通过有限时间Lyapunov指数计算近似的相空间中拉格朗日相干结构的跟踪;(c)大规模模拟。双色波中表面起伏的一个深刻特征是它变成了振荡。最初,它表现为一种频率锁定运动,由控制激励的谐波分量控制。当波浪变陡时,实现了振荡表面铺设的转换。特别是,异宿缠结被识别出来,控制着性质不同的运动之间的突变。这些事件附近存在混沌瞬态和长期混沌运动。发现了一些异常的船舶运动模式。这些包括在非常高的波激励水平下的违反直觉的低速运动;以及以剧烈波动速度为特征的混合运动。由于我们研究的核心数学模型具有相当普遍的性质,目前的结果被认为为一类非线性动力系统的行为提供了线索,这些系统在建模时与带偏差的扰动摆有一些相似之处。

MSC公司:

70E99型 刚体动力学和多体系统动力学
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Belenky,V.L。;塞瓦西亚诺夫,N.B.,《船舶稳定性和安全,倾覆风险》(2007),SNAME,ISBN 0-939773-61-9
[2] 贝伦基,V。;威姆斯,K。;Spyrou,K.,《关于分裂时间公式在不规则海洋中冲浪的可能性》,《海洋工程》,120,1,264-273(2016)
[3] Conolly,J.E.,《波浪中的稳定性和控制:问题综述》,《机械工程科学杂志》,第14期,第7期(1972年),补充版,1972年,186-93
[4] de Kat,J.O。;Thomas,W.L.,用于验证数值船舶运动预测的拉削和倾覆模型试验,(Vassalos,D.等,船舶稳定性的当代观点(2000),爱思唯尔科学有限公司:爱思唯尔科学有限责任公司牛津),69-882000,ISBN 0-08-043652-9
[5] Dhooge,A。;Govaerts,W。;于库兹涅佐夫。答:。;梅斯特罗姆,W。;里特,A.M。;Sautois,B.,MATCONT和CL_MATCONT:MATLAB的延续工具箱(2003),Gent(比利时)和Utrecht的报告:Gent(荷兰)大学的报告
[6] DuCane,P。;Goodrich,G.J.,《随波逐流的大海,激荡与汹涌》,Trans R Inst Nav Architects,104,109-140(1962)
[7] Farazmand,M。;Haller,G.,从变分理论计算拉格朗日相干结构,混沌,22,文章013128 pp.(2012)·Zbl 1331.37128号
[8] 格里姆·O,《严重不规则海洋中的涌浪运动和拉削趋势》,《海洋动力学》,第16期,第201-231页(1963年),施普林格出版社:施普林格·柏林/海德堡
[9] Grim,O.,Das Schiff in vor acthern kommendem Seegang,Schiffstechnik,30,84-94(1983)
[10] Haller,G。;Yuan,G.,二维湍流中的拉格朗日相干结构和混合,Physica D,147,352-370(2000)·Zbl 0970.76043号
[11] Kan,M.,大幅度涌浪和船舶在以下海域的表面漂移,海军建筑与海洋工程,日本造船师协会,28(1990),船舶与海洋基金会:东京船舶与海洋基础,14页
[12] Kontolefas,I。;Spyrou,K.J.,相空间中的相干结构,控制陡峭波浪中船舶的非线性纵荡运动,海洋工程(2016)
[13] 于库兹涅佐夫。答:。;Levitin,V.V.,《内容:分析动力系统的多平台环境》(1997),CWI动力系统实验室:动力系统实验室,CWI阿姆斯特丹,荷兰
[14] Makov,Y.,《在随后的海洋中冲浪的一些理论分析结果》(俄语),Trans Krylov Soc,126124-128(1969)
[15] Motora,S.公司。;M.藤野。;Koyonagi,M。;石田,S。;岛田,K。;Maki,T.,关于broaching-to现象发生机制的思考,J Soc Nav Architects Jpn,150,211-222(1981)
[16] Sandri,M.,Lyapunov指数的数值计算,数学J,78-84(1996)
[17] 南卡罗来纳州沙登。;莱金,F。;Marsden,J.E.,二维非周期流中有限时间Lyapunov指数对拉格朗日相干结构的定义,物理D,212,271-304(2005)·Zbl 1161.76487号
[18] Spyrou,K.J.,船舶在四分之一波浪中的表面漂移和振动,《海洋科学技术杂志》,第1期,第24-36页(1995年)
[19] Spyrou,K.J.,《四分之一海洋中的动态不稳定性:船舶在拉削过程中的行为》,《船舶研究杂志》,40,1,46-59(1996)
[20] Spyrou,K.J.,在四分之一波中前进的船舶的同宿连接和周期加倍,混沌,6209-218(1996)
[21] Spyrou,K.J.,《船舶在后浪中的非对称涌浪及其对安全的影响》,非线性动力学,43,149-172(2006),施普林格出版社·Zbl 1138.76327号
[22] 斯皮鲁,K。;Tigkas,I.,环境激励下船舶操纵行为的非线性动力学,(Kreuzer,E。,IUTAM会议记录研讨会流体-结构相互作用在里面海洋工程师(g(2008)),施普林格),261-272,汉堡,2007年7月23日至26日,ISBN:978-1-4020-8630-4·Zbl 1208.76023号
[23] 斯皮鲁,K.J。;Tigkas,I.,《船舶在后海中的非线性纵荡动力学:具有水动力记忆的周期状态连续分析》,《船舶研究杂志》,55,1,19-28(2011)
[24] 斯皮鲁,K.J。;Tigkas,I。;Hatzis,A.,《重温船舶在风中转向的动力学》,《船舶研究杂志》,51,2,160-173(2007)
[25] 斯皮鲁,K。;贝伦基,V。;Weems,K.,先进水动力模型捕捉到的冲浪和翻滚模式,(第十届船舶和远洋航行器稳定性国际会议论文集,圣彼得堡(2009)),331-346
[26] 斯皮鲁,K。;贝伦基,V。;Themelis,N。;Weems,K.,《不规则海洋中船舶的水面航行行为检测》,非线性动力学,78,649-667(2014),Springer
[27] Themelis,N。;斯皮鲁,K。;Belenky,V.,《多色海洋中船舶的高扬程》,《海洋工程》,4230-237(2016)
[28] 斯皮鲁,K.J。;Kontolefas,I。;Themelis,N.,《多色海洋环境中船舶表面航行行为的动力学》,(第31届海军流体动力学研讨会论文集。第31届美国加利福尼亚州蒙特雷市海军流体力学研讨会论文集(2016年)),9月11-16日
[29] 瓦哈布,R。;斯瓦恩,W.A.,《船舶在下列海域的航向保持和横摇》,《国际造船计划》,第7、4、293-301页(1964年)
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