船舶碰撞和搁浅是影响船舶安全的重要因素之一,一旦此类事故发生,可能引起经济的巨大损失、生态环境的严重破坏及人员伤亡。研究船舶碰撞与搁浅过程中船舶运动及船体结构响应的动力学性能具有重要的意义。船舶碰撞与搁浅是船舶运动与船体结构变形的高度耦合过程,为了简化分析计算,把船舶碰撞与搁浅过程解耦成两个相互独立的部分:外部动力学和内部动力学。本文主要研究船舶碰撞外部动力学及船舶双层底在搁浅场景下的内部结构动力学问题。采用解析计算方法以及非线性有限元数值仿真的方法,对船舶碰撞外部动力学及船舶双层底搁浅力学性能进行研究,内容包括:1.对船舶碰撞和搁浅外部动力学和内部动力学机理问题的研究方法进行了介绍,特别对解析计算方法原理进行重点介绍,并对船舶碰撞和搁浅机理研究的现状进行阐述。2.研究船舶碰撞外部动力学。通过解析方法求解船舶六自由度运动方程,获得船舶碰撞能量损耗及碰撞之后船体运动状态公式,并对研究成果进行验证分析。3.运用解析计算方法对船舶双层底在台型礁石上滑移搁浅时的结构变形机理进行研究,得到总的结构变形能和搁浅阻力的解析计算公式,并通过数值仿真进行验证。本文研究内容对于船舶碰撞和搁浅过程中船体能量吸收、船体结构损伤的快速预报及船舶结构设计中估算船体结构抗撞性设计具有一定的参考意义。