【正文】 動時，可以通過把各個頻率、幅值和初相位不同的平面行進波對船的擾動力和擾動力矩進行疊加，得到長峰波隨機海浪對船的擾動力和擾動力矩。通過疊加可得到航速為時，長峰波隨機海浪對SWATH船擾動力和擾動力矩的計算公式[8]為： （34） （35）式中，為船對第次子波的遭遇頻率；為第次子波的初相位?？傻瞄L峰波隨機海浪中擾動力ZZ和擾動力矩MM。固定航速為18節(jié)，分別改變遭遇角： ， ， ， ，可得以下仿真結(jié)果：（a）航速18節(jié)，遭遇角為（b）航速18節(jié)，遭遇角為（c）航速18節(jié)，遭遇角為（d）航速18節(jié)，遭遇角（e）航速18節(jié)，遭遇角 不同遭遇角對應的垂蕩擾動力ZZ仿真曲線從以上的仿真結(jié)果可以看出，在固定航速時，隨著遭遇角的增加，遭遇頻率顯著增大，擾動力有所變大，對船舶振蕩加劇，也對的穩(wěn)定航行產(chǎn)生影響。 長峰波隨機海浪中縱搖力矩MM仿真結(jié)果先固定遭遇角，分別改變航速：10節(jié)，18節(jié)，25節(jié)，30節(jié)。如果繼續(xù)增大航速，最終必然導致船舶航行不穩(wěn)定?？梢钥闯鲈庥鼋菍_動力產(chǎn)生影響，從而影響船的耐波性，遭遇角為時，產(chǎn)生的振蕩頻率小，而且擾動力也小，對船的影響較?。辉庥鼋菫闀r，則完全反應海浪擾動力對船的影響；遭遇角為時，產(chǎn)生的擾動力頻率大，而且擾動力的值也大，則對船的影響最明顯。然而，迄今為止所有船模試驗顯示，SWATH船對擾動的振蕩響應主要取決于垂蕩運動的自然頻率，故下面采用垂蕩運動自然頻率處的數(shù)學模型來仿真SWATH船在波浪中的縱向運動。此時，SWATH船分別以10節(jié)，18節(jié)，25節(jié)和30節(jié)的航速迎浪()、首斜浪（），橫浪()，尾隨浪（）和隨浪()的海浪仿真，擾動力、擾動力矩仿真及縱搖位移、升沉位移仿真。 長峰波隨機海浪中縱向運動的Simulink仿真要進行simulink仿真，先建立simulink模型，如下，其中StateSpace1的參數(shù)設(shè)置分別與矩陣,相關(guān)，仿真參數(shù)中時間為500秒，數(shù)據(jù)來源為File的仿真結(jié)果。仿真結(jié)果為： （a）垂蕩運動曲線(b) 縱搖運動曲線 SWATH船縱向運動仿真曲線（，）（a）垂蕩運動曲線(b) 縱搖運動曲線 SWATH船縱向運動仿真曲線（，）（a）垂蕩運動曲線(b) 縱搖運動曲線 SWATH船縱向運動仿真曲線（，）（a）垂蕩運動仿真(b) 縱搖運動曲線 SWATH船縱向運動仿真曲線（，）（a） 垂蕩運動曲線(b) 縱搖運動曲線 SWATH船縱向運動仿真曲線（，）（a）垂蕩運動曲線(b) 縱搖運動曲線 SWATH船縱向運動仿真曲線（，）~，在相同的航速下SWATH船迎浪時的縱向運動性能要好于隨浪情況。 利用特征根分布圖分析SWATH船的穩(wěn)定性 基于MATLAB的仿真程序仿真程序： 仿真結(jié)果分析裸體船的臨界航速是20節(jié)，裸體船的特征根的分布；，裸體船的特征根實部分布。 裸體SWATH6A特征根的分布 裸體SWATH6A特征根實部的分布 1前后鰭SWATH6A特征根的分布 1前后鰭SWATH6A特征根實部的分布 從以上的仿真圖及特征根的分布，可以清楚知道，臨界航速提升很大，對船的耐波性有很大提升，裸體船的臨界航速只有約21節(jié)，而增加前后1鰭之后的臨界航速超過43節(jié)，同時，安裝穩(wěn)定鰭后，系統(tǒng)的阻尼比明顯變大，半衰周期減小，這說明增加穩(wěn)定鰭對船的耐波性有很大的提高。最后，利用特征根的分布圖對SWATH船安裝穩(wěn)定鰭前后的穩(wěn)定性和運動性能進行了分析和比較。 結(jié) 論本文建立了SWATH船的縱向運動模型，并利用MATLAB對其在長峰波隨機海浪中的縱向運動進行了仿真分析，編寫了相應的軟件程序。1. 建立了SWATH船縱向運動數(shù)學模型，包括在靜水中和波浪中的模型。3. 利用MATLAB編制了隨機海浪和SWATH船在波浪中運動的仿真程序，并對SWATH船的運動性能進行了相應的仿真分析。導師劉強最大可能的給予了指導，無論是從理論層面還是技術(shù)層面，劉老師都事無巨細不厭其煩地詳細解答，費去了老師大量的寶貴時間，導師嚴謹、求實的治學態(tài)度、淵博的學識以及仁厚高尚的學者風范，使我受益菲淺。籍此論文完成之際，謹向恩師致以最崇高的敬意和最衷心的感謝！在大學學習的四年中，所有給我上過課的老師同樣給了我很多理論上的指導，使我受益匪淺，在此一并表示感謝!同樣要感謝的還有共同學習、生活了四年的同學們，是他們讓我感受到了集體的溫暖，同時大學生活變的豐富多彩。最要感謝的是我的父母，他們是我精神上和經(jīng)濟上的支柱，我能得以順利的完成學業(yè)跟我的父母有著莫大的關(guān)系。本科的經(jīng)歷為我以后的人生奠定了一個基礎(chǔ)和方向，在以后的學習和生活中，我會沿著這個方向堅定的、踏踏實實地前進。 wave load of small waterplane area twin hull ships[R].SNAME Transactions,1977,85.[2] Hong . Heave and Pitch Motions of SWATH ships[J]. Journal of Ship Research, 1986, (1), .[3] Hong . The effect of strut shape on SWATH ship motion[R]. DTNSRDC85/048, Bethesda, 1985.[4] Lee, . Theoretical Prediction of Motion of Small Waterplane Area Twin Hull (SWATH) Ships in Waves[R]. DTNSRDC Report 760046, December 1976.[5] Kallio . and Ricci . Seaworthiness characteristics of a small waterplane area twinhull(SWATH IV)Part II[R]. DTNSRDC Report, SPD 62002, 1976.[6] Wu . A study of the effect of fin size on the pitch and heaving motion of a SWATH ship[R]. NAOE8455 Report, Department of Naval Architecture amp。 Ocean Engineering, University of Glasgow, 1984.[8] 劉強. SWATH船穩(wěn)定鰭方案的優(yōu)化及縱向運動控制研究[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學，2008.[9] [M].北京:國防工業(yè)出版社,1993.[10] 董祖舜，[J].中國造船，1994(4):3648.[11] Ralph Stahl and . McCreight. A Technique for Selecting Stabilizing Fins for SWATH Ships[R]. DTNSRDC/SPD107602, February 1984.[12] 鄭明，劉淮，倪冶，[M].北京：中國船舶工業(yè)綜合技術(shù)經(jīng)濟研究院，2002.[13] 金鴻章，[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社,2001.附 錄 上述等式中的符號意義如下：；；—入射波的波幅，m；—第個鰭的水平投影面積，m2；—水線面面積，m2；—關(guān)于軸的水線面面積矩，m3；—作模式(在自由度上)運動引起的模式上的附加質(zhì)量，Kg；—粘性升力系數(shù)；—由3模式運動在3模式上引起的橫剖面附加質(zhì)量，Kg；—第個鰭的垂蕩附加質(zhì)量，Kg；—處片體橫剖面的最大寬度，m；—由模式運動在模式上引起的阻尼系數(shù)；—浮心和重心之間的垂向距離，m；—兩個片體中心線距離的一半，m；—處由3模式運動引起的在3模式上的橫剖面阻尼數(shù)；—第個鰭翼展中點至縱中剖面的距離，m；—片體的橫向流阻力系數(shù)；—第個鰭的橫向流動阻尼系數(shù)；—由模式運動在模式上所引起的恢復力系數(shù)；—第個鰭升力系數(shù)曲線的斜率；—橫剖面最大寬處的吃水，m；—第模式上的波浪擾動力（或力矩），N（或）；—重力加速度，m/s2；—關(guān)于軸的水線面積慣性矩，m4；—單位虛數(shù)；—入射波波數(shù)，為入射波波長，m；；—第個鰭鰭軸點的方向坐標，m；—船的質(zhì)量，Kg；—第個鰭的質(zhì)量，Kg；—每個片體上的設(shè)置鰭的數(shù)量；—橫剖面水下輪廓上法線矢量在軸的分量；—船的前進速度，m/s；—遭遇角(為隨浪，為迎浪)，rad；—水密度，Kg/m3；—波的遭遇頻率，rad/s；—入射波頻率，r