Описание этапов исследования

Для получения данных во времени о бортовой качке надводного корабля необходимо решить дифференциальное уравнение изолированной бортовой качки, описанное в главе «Моделирование бортовой качки корабля». Данные о восстанавливающей компоненте поперечной остойчивости берутся для шести отдельных случаев состояния надводного корабля, описанных в постановке задачи и графики которых отображены на рисунках 1а-е. Если угол крена при решении данного дифференциального уравнения находится в пределах [-40; 40] градусов, то для нахождения восстанавливающего момента происходит линейная интерполяция между двумя соседними известными точками. Если же угол крена вне отрезка [-40; 40] градусов, то значение для восстанавливающего момента берется соответственно аппроксимирующего полинома 3 степени, который смещается в зависимости от того, в какой полуплоскости находится значение крена, чтобы экстраполяция получилась более точной. Данные о возмущающей компоненте генерируются конкретной реализацией реального волнения, слагающегося из 50 отдельных волн, моделирование которой описано в главе «Моделирование двумерного нерегулярного волнения». Коэффициент «а» при демпфирующей компоненте берется достаточно малым, а именно равным 0.1, т.к. надводный корабль находится в воде — невязкой жидкости.

Получив данные об углах крена, следует найти среднее значение крена, средние значения экстремальных значений амплитуд ускорений судна относительно вертикальной центральной оси и, где «+» означает учет лишь локальных максимумов, а «-» — локальных минимумов, и средний размах процесса колебательного движения судна относительно вертикальной центральной оси по формулам:

Вычисление второго, третьего и четвертого значений осуществляется с помощью extrs. m — осуществляет поиск локальных экстремумов, xsmid. m — расчет и, xmid. m — расчет. Кроме того, следует записать в память значение реального равновесного положения, взятого из соответствующего набора данных о восстанавливающих моментах.

Настройка параметров регрессионной модели требует достаточного количества конкретных реализаций данных о боковой качке корабля, поэтому осуществляется несколько генераций реального волнения и для каждой из них решается дифференциальное уравнение изолированной бортовой качки с каждым из шести типовых состояний надводного корабля. Таким образом, формируются двумерные массивы.

.

массив и массив достаточного объема для настройки параметров регрессионной модели для каждого из способов расчета равновесного положения надводного корабля. Некоторые из получаются чрезмерно малыми из-за того, что в некоторых из типовых положений надводного корабля в сочетании с некоторыми реализациями качки положительные и отрицательные части ускорения бортовой качки получаются симметричными и малыми, поэтому на длительном промежутке времени (t = 2500 c.) средние значения экстремальных значений амплитуд ускорений судна относительно вертикальной центральной оси и практически одинаковы. Реализацию бортовой качки, соответствующей подобному, необходимо и возможно исключить, т.к. данная реализация не является существенным экстремальным случаем в физическом смысле.