1、船舶垂蕩和縱搖運動是耐波性研究的重要內(nèi)容，高精度、實時解算的船舶垂蕩和縱搖運動數(shù)學模型是挪威船級社對航海模擬器行為真實感的要求之一。本文應用普通切片理論對船舶在迎浪規(guī)則波中的垂蕩和縱搖運動進行研究，構(gòu)建船舶垂蕩和縱搖運動數(shù)學模型并進行數(shù)值解算和實時可視化仿真。主要包括以下幾個方面的工作:
　　1.利用普通切片理論建立迎浪規(guī)則波中船舶運動數(shù)學模型。根據(jù)流體力學的原理，分析船舶在迎浪規(guī)則波中做垂蕩和縱搖耦合運動時的受力情況，得到船舶垂

2、蕩和縱搖運動模型，并給出了求解模型中各項系數(shù)的公式。
　　2.利用田才圖譜獲得整個船體的水動力系數(shù)和波浪擾動力。首先根據(jù)船舶無因次水動力質(zhì)量和無窮遠處波幅與切片附近振蕩幅值比，計算船舶各站面的水動力系數(shù)和波浪擾動力，再結(jié)合辛普生積分法對求得的各站面附加轉(zhuǎn)動慣量、附加質(zhì)量、阻尼系數(shù)和波浪擾動力等進行數(shù)值積分，從而得到整個船體的水動力系數(shù)和波浪擾動力。
　　3.根據(jù)S-175標準集裝箱船的試驗數(shù)據(jù)驗證船舶垂蕩和縱搖運動數(shù)學模型的

3、準確性。以Visual Studio2010為開發(fā)工具，編寫求解附加質(zhì)量、阻尼系數(shù)和波浪擾動力的C++程序，并利用四階Runge-Kutta法設(shè)計對所構(gòu)建的垂蕩縱搖運動數(shù)學模型進行解算的程序，實現(xiàn)了S-175標準集裝箱船在不同航速、不同波浪頻率、不同波幅的條件下的實船模型解算。模型的解算結(jié)果通過兩種方式進行驗證，先是將解算結(jié)果在Matlab中比較試驗數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)的歷時曲線，二是將模型集成到航海模擬器視景系統(tǒng)，實現(xiàn)了船舶垂蕩縱搖運動的實