（1）船舶运动与载荷的线性频域理论方法

掌握COMPASS-WALCS-BASIC的计算原理并拥有软件版权，该程序适用于三维无航速浮体及常规航速船舶的运动响应及波浪载荷计算，包括单体船和多体船。功能主要包括：外壳网格自动划分、浮态自动计算及湿表面网格自动划分、一阶速度势的求解、水动力系数计算（包括附加质量和波浪辐射阻尼系数）、波浪绕射力和傅汝德-克雷洛夫力计算、运动响应计算、湿表面水动压力计算、剖面载荷计算（包括三个方向的轴向力和三个方向的弯矩）、运动及载荷的谱分析和长短期预报等。

船舶在波浪中的线性频域响应结果

（2）船舶运动与载荷的非线性时域水弹性理论方法

随着船舶的大型化、高速化和轻量化发展，船体的波浪载荷响应及结构强度问题日渐突出。准确预报航行于恶劣海况下的舰船运动与载荷性能是保障舰船总体性能的必要条件。对于长度较大的船舶或浮式结构物，船体或结构物的变形是不可忽略的，因此就需要考虑水弹性效应。

基于三维势流理论求解非线性的流体作用力（包括非线性入射波力、非线性静水回复力、砰击力等），在求解流场速度势的边界条件中考虑结构弹性变形的影响。以三维结构动力学为基础，建立考虑流体载荷与结构响应的时域水弹性力学方程，在时域内采用Runge-Kutta算法求解主坐标时历，应用模态叠加法求解船体运动、任意位置的剖面载荷和变形。辐射力和绕射力的求解采用间接时域方法，砰击力的求解采用动量冲击理论。在不规则波的响应时历计算中，通过加入延迟函数的方法计入不同频率的子波对总载荷的贡献。

船舶在波浪中的非线性时域水弹性响应结果

（3）三维短峰波海况下的船舶运动与载荷的谱分析方法

传统的船舶耐波性及波浪载荷理论主要是针对船舶在二维长峰波中的运动与载荷响应进行预报，然而实际海浪是三维短峰波。研究表明，基于长峰波的理论计算及水池模型试验所预报的船舶运动与载荷响应与实际情况存在一定的差异，且三维波浪的方向扩散特性是影响船舶运动与载荷响应的重要因素之一。

为了研究短峰波中船舶运动与载荷响应特性及其与长峰波中响应的差异性，首先基于三维波浪载荷理论计算船舶在规则波中的频域响应，然后基于二维谱分析法将其扩展至短峰不规则波中船舶运动与载荷响应预报，并分析短峰波方向扩散函数对于船舶运动与载荷响应的影响。在船舶运动与载荷响应短期预报中，船舶的响应可看作是入射波浪的线性系统输出。考虑三维海浪的方向谱函数，结合频域波浪载荷理论所计算出的各信号幅频响应算子，基于二维谱分析法即可得到船舶遭遇主浪向角时的二维响应谱。

短峰波中船舶运动与载荷的二维谱分析方法