船舶非线性大幅横摇导致倾覆的研究 被引量：9

1

作者 李远林 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期91-96,共6页

综述了风浪中船舶倾覆研究的最新进展 ,对各种主要的研究成果作了述评 ,着重归纳论述风浪中稳性损失 ,非线性大幅横摇运动的性态和随机波浪中船舶倾覆的概率预报 .在分析了各种理论方法优缺点的基础上提出了须进一步研究的建议 .

关键词 船舶倾覆 进展综述 强非线性 大幅横摇

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随机波浪下的船舶大幅横摇和倾覆研究 被引量：3

2

作者 柴威 范菊 +2 位作者 朱仁传 黄祥鹿 缪国平 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2012年第6期734-741,共8页

船舶大幅横摇运动是非常复杂的非线性问题也是导致船舶倾覆的主要原因之一。该文通过对船舶非线性横摇运动进行分析,建立了船舶横摇运动微分方程,引入形状滤波器,将实际海浪序列表示为白噪声后通过这一形状滤波器输出。并运用马尔科夫... 船舶大幅横摇运动是非常复杂的非线性问题也是导致船舶倾覆的主要原因之一。该文通过对船舶非线性横摇运动进行分析,建立了船舶横摇运动微分方程,引入形状滤波器,将实际海浪序列表示为白噪声后通过这一形状滤波器输出。并运用马尔科夫过程理论,采用路径积分法,在时间域内求解相应的四维Fokker-Planck方程,得到了随时间演变的船舶横摇运动的转移概率密度,结合首次通过理论,求得船舶倾覆概率分布随时间的演变过程。将理论计算结果与模型试验结果进行比较,两者吻合较好。研究结果表明,路径积分法能用于预测船舶倾覆前持续时间的概率分布,因此可为船舶设计和稳性衡准提供相关的参考。 展开更多

关键词 船舶倾覆 非线性横摇 FOKKER-PLANCK方程 路径积分法 首次通过

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计及舵出水效应的横甩运动数值模型研究 被引量：2

3

作者 于立伟 马宁 王树青 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2017年第A01期152-161,共10页

骑浪横甩是船舶在尾随浪下倾覆的主要原因之一.尾随浪下舵出水导致的舵效损失是横甩的重要成因.论文在现有骑浪横甩数值模型的基础上,提出一个改进模型,用以考虑舵附近波浪粒子速度修正和舵出水引起的舵面积及展弦比的变化等因素的影响... 骑浪横甩是船舶在尾随浪下倾覆的主要原因之一.尾随浪下舵出水导致的舵效损失是横甩的重要成因.论文在现有骑浪横甩数值模型的基础上,提出一个改进模型,用以考虑舵附近波浪粒子速度修正和舵出水引起的舵面积及展弦比的变化等因素的影响.通过与原有模型的对比验证了改进模型的有效性.然后基于改进模型对不同工况下的ITTC ShipA2渔船的骑浪横甩运动进行数值模拟,通过与原有模型结果对比,分析舵出水对横甩运动的影响.在骑浪发生时,舵浸深大幅减小且舵前来流速度被波浪粒子速度削弱,它们造成了尾随浪下的舵效损失.验证了舵出水是骑浪后横甩运动的主要成因,且舵出水的影响主要发生在高傅汝德数时.还提出一个简化模型,采用舵半浸来等效舵出水的影响,以期能应用于骑浪横甩的第二代完整稳性衡准. 展开更多

关键词 骑浪 横甩 船舶倾覆 舵出水 统一模型

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随机海浪下的船舶非线性横摇与安全池研究 被引量：1

4

作者 柴威 范菊 +2 位作者 朱仁传 黄祥鹿 缪国平 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2013年第4期431-437,共7页

船舶大幅横摇运动是复杂的非线性问题,也是导致船舶倾覆的主要原因之一。该文通过对随机海浪下船舶非线性横摇运动进行分析,建立了横摇运动微分方程,采用数值方法在时域内对微分方程进行积分,模拟了船舶横摇运动响应,并研究了一实船在... 船舶大幅横摇运动是复杂的非线性问题,也是导致船舶倾覆的主要原因之一。该文通过对随机海浪下船舶非线性横摇运动进行分析,建立了横摇运动微分方程,采用数值方法在时域内对微分方程进行积分,模拟了船舶横摇运动响应,并研究了一实船在随机海浪中安全池的破损情况,得出该船的生存概率,分析了不同有义波高和航速下生存概率的变化。研究表明,数值方法以及安全池理论可用于预测船舶在随机海浪中的生存概率,从而可为船舶稳性衡准提供相关的参考。 展开更多

关键词 船舶倾覆 随机海浪 非线性横摇 安全池 生存概率

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一类非线性随机动力系统的应用研究 被引量：1

5

作者 高琴 黄东卫 王洪礼 《天津工业大学学报》 CAS 2006年第3期81-84,共4页

应用随机非线性动力系统理论,借助随机Melnikov方法及rate of phase space flux理论,从系统稳定性的角度分析了船舶在随机波浪上的运动稳定性．通过求相流函数的零点得到了船舶运动全局稳定性丧失时的海浪条件阈值,从而对船舶的抗倾覆... 应用随机非线性动力系统理论,借助随机Melnikov方法及rate of phase space flux理论,从系统稳定性的角度分析了船舶在随机波浪上的运动稳定性．通过求相流函数的零点得到了船舶运动全局稳定性丧失时的海浪条件阈值,从而对船舶的抗倾覆能力做出定量的判断． 展开更多

关键词 随机动力系统 非线性 应用 MELNIKOV方法 动力系统理论 船舶运动 全局稳定性 运动稳定性 系统稳定性 抗倾覆能力

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尾斜浪中操船危险性综合评估 被引量：7

6

作者 沈华 邹开其 黄鼎良 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 1997年第4期11-14,共4页

应用模糊数学方法，依据船模倾覆试验的结果，建立了引起船倾覆危险因素对各危险程度的隶属函数，提出在尾斜浪中操船航行可能发生倾覆危险性的评估模型，对船舶的安全操纵和航行具有积极的指导意义．

关键词 船舶操纵 船倾覆 危险性评估 尾斜浪

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船舶参数激励非线性横摇运动方程 被引量：10

7

作者 唐友刚 田凯强 +1 位作者 张泽盛 董艳秋 《船舶工程》 CSCD 北大核心 1998年第6期16-18,3,共3页

讨论了船舶在海浪上运动时参数激励产生的机理，建立了船舶参数激励和波浪激励非线性横摇运动方程。本文工作为研究倾覆机理奠定了基拙。

关键词 非线性横摇 参数激励 船舶倾覆

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随机横浪中船舶倾覆概率的时域分析方法 被引量：7

8

作者 刘利琴 唐友刚 +1 位作者 郑宏宇 谷家扬 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期165-169,共5页

为了研究随机海浪中船舶航行安全域的构造及生存概率的预报方法,考虑阻尼和复原力矩的非线性及海浪的随机性,建立随机横浪中船舶运动的随机非线性微分方程．综合考虑船舶运动的瞬时状态和窄带海浪谱,采用简谐加速度方法在时域内求解横... 为了研究随机海浪中船舶航行安全域的构造及生存概率的预报方法,考虑阻尼和复原力矩的非线性及海浪的随机性,建立随机横浪中船舶运动的随机非线性微分方程．综合考虑船舶运动的瞬时状态和窄带海浪谱,采用简谐加速度方法在时域内求解横摇随机微分方程,进行随机倾覆过程的数值模拟,构造船舶航行的安全域,计算船舶安全航行的生存概率．选取不同的初始条件及随机波浪参数,在横摇初值平面上构造了一条长30．27 m渔船航行的安全域,预报了不同有义波高作用下渔船安全航行的生存概率．采用本文方法,可以从数量上预报船舶在随机海浪中的生存概率． 展开更多

关键词 随机横浪 船舶倾覆 安全域 生存概率

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基于贝叶斯网络的船舶大风浪中倾覆事故致因分析 被引量：6

9

作者 刘子涛 杜柏松 贾帅林 《上海海事大学学报》 北大核心 2022年第3期56-61,共6页

为探究船舶在大风浪中发生倾覆的原因,利用贝叶斯网络建立船舶倾覆模型,分析我国2005—2019年船舶在大风浪中的倾覆事故。结合数据样本,从人、船、环境、管理四个方面对造成倾覆事故的原因进行分析,确定网络节点,进而找到每起倾覆事故... 为探究船舶在大风浪中发生倾覆的原因,利用贝叶斯网络建立船舶倾覆模型,分析我国2005—2019年船舶在大风浪中的倾覆事故。结合数据样本,从人、船、环境、管理四个方面对造成倾覆事故的原因进行分析,确定网络节点,进而找到每起倾覆事故的事故链,并建立大风浪中船舶倾覆事故的贝叶斯网络。通过Netica软件对所建立的贝叶斯网络进行分析,找出船舶在大风浪中倾覆的致因链。结果表明:该贝叶斯网络能够利用船舶航行时的信息预测出船舶在大风浪中发生倾覆的概率,可为航运公司及船员在大风浪下的操纵提供建议,对保障船舶在大风浪中的安全航行具有一定的实际意义。 展开更多

关键词 贝叶斯网络 概率推理 大风浪 船舶倾覆

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随机波浪作用下船舶倾覆的量化研究 被引量：4

10

作者 张建伟 吴宛青 胡俊权 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期28-34,共7页

为量化船舶倾覆问题,基于随机迈尔尼科夫(Melnikov)函数和相空间传输理论,从能量的角度对随机波浪下船舶航行时倾覆发生的安全程度进行研究.考虑阻尼力矩和回复力矩的非线性以及波浪的随机性,建立船舶非线性横摇运动微分方程.采用快速... 为量化船舶倾覆问题,基于随机迈尔尼科夫(Melnikov)函数和相空间传输理论,从能量的角度对随机波浪下船舶航行时倾覆发生的安全程度进行研究.考虑阻尼力矩和回复力矩的非线性以及波浪的随机性,建立船舶非线性横摇运动微分方程.采用快速傅里叶变换(FFT)将时域波浪力转换到频域,从而将随机Melnikov函数及相空间转移率扩展到考虑船舶航速和浪向角的影响,并根据其统计特性对船舶倾覆进行量化.通过实船算例研究其在随机海浪中横摇运动相空间转移率的变化情况,并分析船舶航速、遭遇浪向以及波浪特征频率对相空间转移率的影响.研究结果表明,随机Melnikov函数和相空间传输理论能够较好地对具有一定航速的船舶在随机波浪中的倾覆进行量化,从而可为进一步研究船舶稳性衡准提供有益的参考. 展开更多

关键词 船舶倾覆 随机迈尔尼科夫(Melnikov)函数 相空间转移率 快速傅里叶变换(FFT)

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龙卷风风场中船舶倾覆力学机理研究 被引量：3

11

作者 梁双令 吴婉烨 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第6期228-232,共5页

考虑边界层的影响,构建龙卷风在空间内变化的三维风速场,并基于流体力学控制方程推导龙卷风的气压场,计算龙卷风风场中的船舶风载荷,并针对两种典型的船舶方位研究龙卷风风场中船舶倾覆的力学机理;以“东方之星”号客轮为对象,分析客轮... 考虑边界层的影响,构建龙卷风在空间内变化的三维风速场,并基于流体力学控制方程推导龙卷风的气压场,计算龙卷风风场中的船舶风载荷,并针对两种典型的船舶方位研究龙卷风风场中船舶倾覆的力学机理;以“东方之星”号客轮为对象,分析客轮在两种典型船舶方位下受到的横向气压与最小倾覆气压之间的关系,确定在整个龙卷风风场范围内的倾覆区域和安全区域,从而校核客轮抵抗龙卷风的能力;为减小风载荷从而降低倾覆风险,当船舶靠近龙卷风中心时,应尽量使船纵向垂直于龙卷风径向,而当船舶远离龙卷风中心时,则应尽量使船纵向平行于龙卷风径向。 展开更多

关键词 龙卷风 风载荷 船舶倾覆 "东方之星"号客轮

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船舶斜浪航行生存概率预报的安全盆方法 被引量：1

12

作者 唐友刚 刘利琴 郑宏宇 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1021-1025,共5页

针对首斜浪和尾斜浪中船舶航行安全盆的构造及生存概率的预报方法,采用安全盆方法预报随机海浪中船舶航行的生存概率,考虑阻尼和复原力矩的非线性及海浪的随机性,建立了船舶横摇运动的随机非线性微分方程．综合考虑船舶运动的瞬时状态... 针对首斜浪和尾斜浪中船舶航行安全盆的构造及生存概率的预报方法,采用安全盆方法预报随机海浪中船舶航行的生存概率,考虑阻尼和复原力矩的非线性及海浪的随机性,建立了船舶横摇运动的随机非线性微分方程．综合考虑船舶运动的瞬时状态、航速及航向角,采用简谐加速度方法在时域内求解横摇随机微分方程,构造船舶斜浪航行的安全盆并预报斜浪航行的生存概率,选取不同的初始条件、航速、航向角及随机波浪参数,在横摇初值平面上构造了一条长30．7m渔船的安全盆并计算了渔船的生存概率,分析和比较了在首斜浪和尾斜浪航行时,有义波高和航速对船舶安全盆和生存概率的影响,结果表明,船舶的倾覆是否发生,与航速、航向角及船舶瞬时运动状态密切相关。 展开更多

关键词 船舶倾覆 斜浪航行 随机海浪 安全盆 生存概率

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艉斜浪下船舶倾覆特性直接CFD数值模拟 被引量：2

13

作者 刘李为 余嘉威 +2 位作者 冯大奎 张志国 陈美霞 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第3期78-84,共7页

[目的]由纯稳性丧失引发的船舶倾覆是国际海事组织(IMO)针对船舶第二代完整稳性的重点研究问题之一。[方法]基于黏性流理论建立CFD数值模拟方法,结合动态重叠网格技术与操纵运动反馈控制模块,对带螺旋桨、带舵的自航船舶在艉斜浪下保持... [目的]由纯稳性丧失引发的船舶倾覆是国际海事组织(IMO)针对船舶第二代完整稳性的重点研究问题之一。[方法]基于黏性流理论建立CFD数值模拟方法,结合动态重叠网格技术与操纵运动反馈控制模块,对带螺旋桨、带舵的自航船舶在艉斜浪下保持航向操纵运动进行数值模拟,预报纯稳性丧失下船舶的六自由度运动,并对船舶的失稳运动及倾覆特性进行直接评估。[结果]结果显示,船舶在持续的稳性丧失情况下会产生大幅度的横摇运动,最终会因横摇角过大而导致倾覆现象的发生;在稳性丧失的状态下,船舶艏摇角显著增大,说明船舶在该状态下依靠操舵已无法有效控制船舶航向,会导致较为明显的横甩现象。[结论]所做研究表明,采用CFD方法模拟船舶失稳运动与倾覆现象准确性较高,研究成果对于研究船舶第二代完整稳性衡准具有一定的参考意义,可为纯稳性丧失的直接稳性评估方法研究提供支撑。 展开更多

关键词 船舶倾覆 纯稳性丧失 艉斜浪 数值模拟

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应用路径积分法求解船舶横摇倾覆概率 被引量：3

14

作者 柴威 范菊 +2 位作者 朱仁传 黄祥鹿 缪国平 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期317-322,328,共7页

通过对船舶非线性横摇运动进行分析,建立了船舶横摇运动的非线性微分方程.以路径积分法(PIS)为基础,在时间域内求解相应的二维Fokker-Planck方程,得到随时间演变的船舶横摇运动的转移概率密度.运用首次通过理论,求得船舶倾覆前时间的概... 通过对船舶非线性横摇运动进行分析,建立了船舶横摇运动的非线性微分方程.以路径积分法(PIS)为基础,在时间域内求解相应的二维Fokker-Planck方程,得到随时间演变的船舶横摇运动的转移概率密度.运用首次通过理论,求得船舶倾覆前时间的概率分布.研究了外部激励、横摇阻尼和非线性复原力矩对船舶横摇运动转移概率密度与首次通过时间的影响.研究结果表明,PIS能用于预测船舶首次通过时间概率分布,从而为船舶设计和稳性衡准提供相关的参考. 展开更多

关键词 船舶倾覆 非线性横摇 FOKKER-PLANCK方程 路径积分法 首次通过

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龙卷风风场下水面船舶倾覆的力学机理研究 被引量：2

15

作者 贺沅平 危卫 顾兆林 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期120-124,145,共6页

为研究龙卷风风场对船舶稳定性的影响,利用龙卷风风场模型分析了船舶风荷载特性及其随方位的变化规律。龙卷风风场模型在柱坐标系下形成并假定流场定常,龙卷风的漏斗外形轴对称,且从外围到中心的气压降主要由切向风速产生的离心力来平衡... 为研究龙卷风风场对船舶稳定性的影响,利用龙卷风风场模型分析了船舶风荷载特性及其随方位的变化规律。龙卷风风场模型在柱坐标系下形成并假定流场定常,龙卷风的漏斗外形轴对称,且从外围到中心的气压降主要由切向风速产生的离心力来平衡;以"东方之星"船舶简化模型为例,计算了船舶的最小倾覆力矩,并从船舶航向以及船舶位于龙卷风风场的不同径向位置分析了船舶倾覆的力学条件。研究结果表明:船舶航向垂直于龙卷风的径向时,船两侧负压差大于最小倾覆力矩,从而导致船舶倾覆;船舶航向平行于龙卷风的径向时,船舶受高速风的冲击而发生倾覆,倾覆方向与龙卷风的切向一致;船舶航向与龙卷风风场径向成任意夹角时,倾覆取决于船舶相对于龙卷风中心的位置、龙卷风切向风速以及船舶航速。该结果可为船舶设计及龙卷风预警研究提供参考。 展开更多

关键词 龙卷风 风荷载 “东方之星”游轮 船舶倾覆 预警

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甲板上浪船舶随机横摇响应的数值模拟 被引量：2

16

作者 刘利琴 唐友刚 张若瑜 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期571-576,共6页

数值模拟随机横浪中甲板上浪船舶的横摇响应.考虑随机横浪激励和甲板上浪引起的横倾力矩,建立船舶随机横摇运动方程.基于伯努利方程,推导船舶甲板上浪水质量的计算公式.以一条拖网渔船为例,计算不同波高作用下船舶的横摇响应,分析甲板... 数值模拟随机横浪中甲板上浪船舶的横摇响应.考虑随机横浪激励和甲板上浪引起的横倾力矩,建立船舶随机横摇运动方程.基于伯努利方程,推导船舶甲板上浪水质量的计算公式.以一条拖网渔船为例,计算不同波高作用下船舶的横摇响应,分析甲板上浪对船舶倾覆的影响.研究表明:考虑加工甲板上浪后,船舶有2个横摇中心,在响应过程中发生由一个横摇中心到另一个横摇中心的随机跳跃;单独考虑捕鱼甲板上浪或加工甲板上浪时,船舶可以承受大的波浪载荷而不发生倾覆;同时考虑捕鱼甲板上浪和加工甲板上浪时,横摇过程中捕鱼甲板上浪水量突然增大,导致船舶倾覆. 展开更多

关键词 随机横浪 甲板上浪 横倾力矩 随机跳跃 船舶倾覆

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随机横浪中甲板上浪船舶的倾覆研究 被引量：2

17

作者 刘利琴 唐友刚 李红霞 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第2期161-168,共8页

应用相空间转移率,定量研究了随机海浪中甲板上浪船舶的倾覆,给出了甲板上浪对船舶抗倾覆能力的影响。综合考虑非线性阻尼、非线性恢复力矩和随机横浪激励,建立了无甲板上浪和有甲板上浪时船舶随机非线性横摇运动的一般方程。以一艘倾... 应用相空间转移率,定量研究了随机海浪中甲板上浪船舶的倾覆,给出了甲板上浪对船舶抗倾覆能力的影响。综合考虑非线性阻尼、非线性恢复力矩和随机横浪激励,建立了无甲板上浪和有甲板上浪时船舶随机非线性横摇运动的一般方程。以一艘倾覆的拖网船为例,分别求解了无甲板上浪和有甲板上浪时,不同海况激励下船舶横摇的相对相空间转移率。以相空间转移率作为船舶稳性损失的度量,定量比较了两种情况下船舶的抗倾覆能力。研究表明,甲板上浪后,船舶在较低的海况下会产生较大的相对相空间转移率,甲板上浪严重降低船舶的抗倾覆能力,从理论上进一步揭示了甲板上浪船舶的倾覆机理。 展开更多

关键词 随机非线性横摇 船舶倾覆 甲板上浪 相空间转移率

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基于尖点突变的船舶横摇倾覆研究 被引量：1

18

作者 戚增坤 孙尧 莫宏伟 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2009年第5期6-9,共4页

针对船舶在规则波中非线性横摇导致的倾覆现象,提出了采用突变理论进行分析的方法.在建模过程中,将船舶非线性横摇方程恢复力矩取到七次项,阻尼力矩取至三次项以便于推导.经数学变换,将船舶非线性横摇方程转化为尖点突变模型的形式.由... 针对船舶在规则波中非线性横摇导致的倾覆现象,提出了采用突变理论进行分析的方法.在建模过程中,将船舶非线性横摇方程恢复力矩取到七次项,阻尼力矩取至三次项以便于推导.经数学变换,将船舶非线性横摇方程转化为尖点突变模型的形式.由理论分析,得出了当船舶倾覆时,其自然横摇频率与三次、五次、七次恢复力系数满足一定的函数关系.在忽略七次恢复力系数影响的情况下,得出了船舶自然横摇频率与三次、五次恢复力矩的关系式,并绘出了相应的曲面图. 展开更多

关键词 船舶横摇 尖点突变 船舶倾覆 非线性横摇

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四维路径积分法解随机海浪下船舶横摇倾覆概率 被引量：1

19

作者 何诚亮 范菊 +1 位作者 朱仁传 缪国平 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2020年第2期155-163,共9页

该文利用二阶自回归模型制作的滤波器,将输入的白噪声转化为有色噪声以模拟真实海况的海浪谱。通过分析船舶大幅横摇运动,建立船舶非线性微分运动方程。将上述两个方程相结合,并转化为伊藤微分方程,通过路径积分法,求解相应的四维Fokker... 该文利用二阶自回归模型制作的滤波器,将输入的白噪声转化为有色噪声以模拟真实海况的海浪谱。通过分析船舶大幅横摇运动,建立船舶非线性微分运动方程。将上述两个方程相结合,并转化为伊藤微分方程,通过路径积分法,求解相应的四维Fokker-Planck方程,得到随时间变化的船舶大幅非线性横摇运动的转移概率密度,将其与有限差分法计算得到的结果进行比较。研究结果表明,四维路径积分法具有较高的计算精度可以很好地预测船舶横摇概率分布情况,为船舶稳性衡准提供了相关参考。 展开更多

关键词 船舶倾覆 有色噪声 FOKKER-PLANCK方程 路径积分法 有限差分法

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船运精矿粉安全隐患分析与防范

20

作者 汤敏惠 《广东安全生产》 2012年第C00期92-94,共3页

精矿粉运输船近年在海上频频出事，造成重大的人命丧失、巨大的财产损失和环境破坏，究其原因，货物液态化使船舶稳性丧失，从而导致船舶倾覆是该类事故的主因。为保障海上人命、财产安全，深挖事故的根本原因，制订防范措施，确立行业... 精矿粉运输船近年在海上频频出事，造成重大的人命丧失、巨大的财产损失和环境破坏，究其原因，货物液态化使船舶稳性丧失，从而导致船舶倾覆是该类事故的主因。为保障海上人命、财产安全，深挖事故的根本原因，制订防范措施，确立行业标准是防止类似事故的应对之策。 展开更多

关键词 精矿粉 液态化 船舶倾覆 海运

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