第三章-浮式平台总体性能(5).ppt

第三章线性波浪对浮式结构物的诱导运动 6、横摇减摇.船舶横摇可成为一个问题，它的幅值会达到 。大角度横摇使船员难以工作。因而很多船舶上装备了横摇减摇装置以避免强烈的横摇谐摇效应。目前世界上广泛采用的减摇装置包括舭龙骨、减摇水舱和减摇鳍。其中居垄断地位的是减摇鳍，其减摇效果最佳。.舭龙骨对横摇的阻尼作用是众所周知的，舭龙骨阻尼主要是由舭龙骨在水中运动时的阻力和舭龙骨对船体压力分布的影响产生的。Kato(1996)和Ikeda等人(1976，1977b)给出了舭龙骨阻尼的经验公式。.被动式减摇水舱工作原理很多船舶安装了被动式减摇水舱。自由液面舱和U形舱的原理如图3.16所示。改变液面高度可以改变自由液面舱的谐摇频率。因此，这种横摇水舱特别适合稳性高会大幅变化的船只。图3.16被动式减摇水舱.为了使减摇水舱取得令人满意的效果，舱内水的运动与横摇必须具有相同的固有周期。一部分人选择两者具有相同的特征频率，另一部分人则倾向于被动水舱的特征频率比横摇特征频率高出6%10%。增大减摇水舱和船舶稳性高可以改善减摇水舱的阻尼效果。典型的被动水舱其 为0.150.3，其中 表示减摇水舱引起的船舶稳性高的减小。由减摇水舱固有周期和稳性高度比 可以确定减摇水舱的尺寸。.被动水舱的工作原理是使设计的水舱内水振荡的固有频率等于船横摇的固有频率，这样在共振条件下，水舱是随船一起运动，而水舱里的水的运动滞后横摇角900。下图表示水舱里的水的运动与船横摇运动的关系。.同时，当船横摇的固有频率等于波浪的扰动力矩频率时，发生共振，这时船的横摇角滞后波浪绕动力矩900。这样水舱里的水就滞后波浪绕动力矩1800。也就是说，水舱里的水的重量引起的稳定力矩恰好和波浪扰动力矩方向相反，从而使共振区横摇角减小。这就是所谓的“双共振减摇原理”波浪扰动力矩：共振横摇下横摇角水舱里的水发生共振时产生的水动力矩.图3.17浅水舱中流体运动的简化图形。图中表示发生谐摇时，瞬时横摇角度为零，横摇速度达到最大值 如图3.17所示，流体运动谐摇时会形成一个水跃。当横摇速度达到最大值时，水跃的位置靠近减摇水舱的中点。瞬时自由液面下的液体压力是静压力，由此可以计算由舱内液体运动引起的水动力矩。这就产生了一个与横摇速度相反的力矩。当水跃在中点处，即横摇速度最大时，由液体运动产生的力矩也达到最大值。.被动式U型减摇水舱减摇效果.