规则波中船舶骑浪运动条件及失稳特性分析

李焱，王丽元,3，封培元，刘震，刘峥，唐友刚

(1.天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300350；2.天津大学 天津大学建筑工程学院，天津 300350；3.江苏科技大学 海洋装备研究院，江苏 镇江 212003；4.上海市船舶工程重点实验室，上海 200011；5.中国船舶及海洋工程设计研究院，上海 200011)

船舶骑浪运动是船舶第二代完整稳性中的5种失效模式之一[1]，其非线性动力学特性最为显著。船舶骑浪运动失稳模式，是指船舶在特定的波浪中航行时，船舶推进控制系统失去对船的控制，并使船舶随着波浪前进的现象。即船舶在随浪条件下航行时会被前进的波浪所捕获，并与波浪一起运动，使船舶的航速与波速相同。通常使船舶发生骑浪运动的波长约为船长的1.0～3.0倍，波浪足够陡峭，且船速与波速相当，船速约为波速的75%[2]。

陶醉等[3-4]建立随浪条件下船舶的单自由度纵荡运动方程，通过将船舶骑浪运动与单摆运动同宿分岔现象进行类比，研究船舶纵荡非线性系统中所存在的同宿分岔现象，并预报船舶是否发生骑浪运动。储纪龙等[5]建立船舶骑浪运动方程，将其简化为哈密顿系统，求出其对应的异宿轨道方程，计算船舶发生骑浪运动的螺旋桨临界转速。顾民等[6]以内倾船型为例，开展随浪和尾斜浪中的船舶骑浪/横甩试验，分析了内倾船型在不同波浪条件下的运动特性。

Kan等[7]通过模型试验和数值模拟结果相对比，给出一种获得临界航速和临界波高的简便方法，判断船舶是否发生骑浪运动：当船体的速度低于第一临界速度时，船舶在纵荡方向上作往复的周期运动，并不会发生骑浪运动；……