Установлено та широко використано ідентичність структури рішень крайових задач випромінювання та дифракції за поздовжньої хитавиці тонкого судна. Одержано у замкнутому вигляді, тобто у вигляді інтегрального оператора, що містить рівняння корпусу, частотні та швидкісні параметри судна, повне рішення лінійної крайової задачі про потенціал швидкостей, збурених поздовжньою хитавицею тонкого судна, що йде у хвильовому полі на глибокій воді. Одержано повне рішення гідродинамічної задачі про поздовжню хитавицю тонкого судна без ходу на такій воді за допомогою розробленого методу, що дозволяє спростити структуру розрахункових формул. Еквівалентність рішень гідродинамічної задачі без ходу, виконаних за двома різними методами, перевірено зіставленням результатів розрахунку хвильового демпфування, збурювальних сил і моментів. Запропоновано близькі за структурою розрахункові формули для всіх гідродинамічних характеристик поздовжньої хитавиці судна, що йде на регулярному хвилюванні по глибоководному форватеру. Розроблено спеціальні процедури покращення збіжності у разі обчислення інтегральних операторів з підінтегральними функціями високого рівня складності з метою створення програмного комплексу для числової реалізації теоретичних рішень.

Дисертація присвячена питанням удосконалення та апробації нелінійних методів розрахунку екстремальних хвильових навантажень суден на базі імовірнісно-детермінованого підходу. Основна увага в роботі приділяється дослідженню нелінійних процесів в динамічній системі "cудно-екстремальне хвилювання" за схемою "жорсткий корпус". Для опису процесу силової взаємодії корпусу судна з хвилями розроблено уточнену математичну модель нелінійної динамічної системи "судно-екстремальне хвилювання", яку реалізовано у вигляді програмного ПЕОМ-комплексу. Наведено результати систематичних досліджень впливу різних чинників на основні силові та кінематичні параметри при проходженні судном екстремальних хвильоутворень групової структури. Розроблено практичні рекомендації по використанню отриманих результатів при міцнісному проектуванні суден.

Розроблено алгоритм підвищення точності просторової системи орієнтації - безплатформної курсовертикалі у разі її встановлення на суднах або інших об'єктах на відомій відстані від центра хитавиці. Запропонований алгоритм надає можливість компенсувати похибки курсовертикалі, викликані прискореннями у разі хитавиці об'єкта, в автономному режимі роботи, тобто за використання лише власних датчиків курсовертикалі - акселерометрів і датчиків кутової швидкості. Досліджено точність, з якою такі похибки можуть бути компенсовані. За цього розглянуто варіант пропорційно-інтегральної корекції датчиків кутової швидкості курсовертикалі за сигналами акселерометрів. Одержано формули, які надають змогу оцінити залишкову похибку курсовертикалі із запропонованим алгоритмом залежно від характеристик датчиків курсовертикалі, параметрів її контуру кореції, параметрів хитавиці, точності визначення положення курсовертикалі відностно центра хитавиці. Наведено результати експериментальних досліджень, які підтверджують істотне зменшення похибки курсовертикалі у разі хитавиці (у 4 рази) за умови використання запропонованого алгоритму. Одержані оцінки похибок досить точно збігаються з результатами експерименту.

Выполнено имитационное моделирование качки судна при разных условиях загрузки. Установлено, что метацентрическая высота является важнейшим показателем остойчивости морского судна, который нуждается в непрерывном контроле в реальном времени, с целью обеспечения безопасности мореплавания. Предложено мониторинг бортовой качки осуществлять с помощью магнитных методов неразрушающего контроля по величине изменения вектора напряженности магнитного поля.

Изложена методика определения вероятности возникновения усиленной и резонансной бортовой качки судна на трансокеанском участке маршрута перехода с помощью гидрометеорологических карт Атлантического, Индийского и Тихого океанов. Исходя из периода собственных колебаний судна и ожидаемого истинного периода морских волн на трансокеанском участке маршрута перехода, определен порядок вычисления курсовых углов бега волны, при которых возникает усиленная и резонансная бортовая качка. С помощью роз повторяемости периодов морских волн, нанесенных на гидрометеорологических картах Атлантического, Индийского и Тихого океанов для каждого месяца года определен порядок оценки вероятности возникновения усиленной и резонансной бортовой качки на альтернативных трансокеанских маршрутах перехода по ортодромии и локсодромии в целях дополнительной информации для мотивации принятия решения по планированию перехода судна.

Рассмотрены особенности бортовой качки поврежденного судна в условиях устойчивого порывистого ветра. Применен метод постоянного водоизмещения. Затопление предполагается на миделе, а затопленный отсек считается прямоугольным параллелепипедом. Пренебрегается влиянием нелинейностей по бортовым колебаниям. Это позволяет раздельно рассматривать наклонения корабля под действием постоянной и пульсационной составляющих скоростей ветра. Учитывается первый тон колебаний воды в затопленном отсеке. Жидкость в затопленном отсеке предполагается идеальной, а течение этой жидкости - потенциальным. Спектральная плотность пульсационной составляющей скорости ветра определяется путем применения преобразования Фурье к эмпирической корреляционной функции. Возмущение, связанное с действием на судно пульсационной составляющей скорости ветра, предполагается близким к белому шуму в узком смысле. В результате получена приближённая зависимость для дисперсии бортовых колебаний корабля под действием устойчивого порывистого ветра.

Розроблено математичну модель для розв'язання комплексної задачі гідродинаміки та динаміки морських об'єктів довільної форми на хитавиці. Для моделювання гідродинаміки судна на хвилюванні доцільно використовувати математичні моделі єдиного двохфазного середовища повітря - вода. Такі моделі дозволять ефективно моделювати структуру потоку навколо морських об'єктів та коректно враховувати сили, які діють з боку в'язкого середовища для математичного моделювання руху вільного тіла в рідині. Модель хвилювання побудована з використанням функцій релаксацій на границях чисельного басейну, параметри якого були обгрунтовані в процесі проведення серії розрахунків з варіюванням розмірів розрахункових сіток.