本质上来看，二阶波浪干扰力是一种非线性的力，是二阶差频波浪力的低频部分，具体表现形式为以低频率缓慢变化，数值上比一阶波浪力要小很多。但是二阶波浪力在一定程度上会导致船体大幅度水平运动，尤其是某些谐摇的情况。所以在计算船体受到的环境载荷时，要考虑二阶波浪力的大小[14]。

实际情况的海洋环境中，波浪干扰力是缓慢变化的，但是计算起来较为复杂，因此本文近似的用平均波漂移力代替之。若波浪与船体的相对夹角为，根据J。N。Newman远场法所求得的不规则波的力及力矩系数，再用插值法，可以得到该角度下平均波漂移力及力矩系数、、，则波浪力及力矩可表达为：文献综述述xxffyy

其中为波高；为波向角。 

2。3 船舶运动模型

假设船体的质量为M，船体和地球固定坐标系，重心的航速为（）－在船体坐标系上的投影，下角速度为（），所受外力为（），外力对重心的力矩为（）。按质心运动定理和相对于质心运动的动量矩定理：     (2-7)

式中为船体的动量。

将其转换为运动坐标系上的运动方程式为：

以上为六个自由度的船舶运动方程式，式中前三式为质心运动定理在运动坐标系上的表达式，后三式即为著名的刚体绕定点转动的欧拉动力学方程[15]。

如果在船舶较为平稳运动状态下，建立三自由度模型，则船体的运动方程为：上式中为方向速度的大小变化产生的方向的加速度，是由于物体以角速度转动引起方向的速度的方向改变而产生的方向的加速度。、和同理可得[16]。

2。4 推进器数学模型

螺旋桨的敞水特性是指未安装到船上的处于开放环境中的螺旋桨的特性，即螺旋桨单独在均匀的水流中的螺旋桨特性。敞水特性下推进器的推力、转矩及其功率分别由公式(2。10)表示：

其中D为螺旋桨的直径，n为螺旋桨的转速， 为水的密度，为推进器的推力系数，为推进器的扭矩系数，推力系数和扭矩系数都是螺旋桨和自身几何参数相关的函数，包括螺旋桨的叶片数、叶片螺距和叶片形状等[17]。

螺旋桨的进速比是描述船舶运动状态的一个重要参数，它代表螺旋桨回转一周的轴向进程与螺旋桨的直径的比值，以J表示。若螺旋桨以单位时间回转周的话，则，故

为螺旋桨的直径，由式(3。2)得出，进速比J与螺旋桨的进速VP和转速n有关。对于几何参数一定的螺旋桨，推力系数、扭矩系数都是和进速比J相关的函数。

动力定位系统中，一般螺旋桨的进速J都比较低，甚至于零速度（系柱状态），在这种情况下的时候，螺旋桨的效率往往很低。因此，用来衡量动力定位系统螺旋桨性能更可信的参数是品质系数(Merit Coefficient)，即螺旋桨系柱状态下的性能参数表述为：                      (2-12)   

2。5 本章小结来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

本章首先详细介绍了本课题的研究对象1000吨应急抢险打捞起重船，列举了船舶的主要组成部分的各项参数，为下面的环境模型的计算提供基础。然后分析了起重船深海作业时所受到的外界环境的干扰因素，主要考虑了风载荷、流载荷和二阶波浪力的计算，利用已有的经验公式，结合起重船具体对象，得到环境载荷力的计算公式以及船舶运动学模型。

第三章  起重船推进器系统 

3。1 船体坐标系

在本文的研究过程中，采用船体坐标系的形式，船体坐标系以船舶中心为原点，首尾方向为X轴方向，其中艏向为正方向，纵向为Y轴方向，其中右舷为正向。推进器所产生推力分别为，,,推力分配输入来自于动力定位系统控制器的控制指令。