骑浪是指船舶在大幅波浪中作随浪航行时,因过大的纵荡力而引起意外加速,并且最终被波浪俘获致使船舶以波浪传播速度行进的状态。进入骑浪状态的船舶,有时会丧失航向稳定性,在波浪转艏力矩的作用下,航向突然发生急剧变化,这一类急剧的转艏运动被称为横甩。骑浪/横甩是发生于纵浪航行船舶的一类重要失稳现象,国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)已经将骑浪/横甩现象列为一类稳性失效模式,纳入了第二代完整稳性衡准评估体系。目前,第二代完整稳性衡准规范的制订工作已经进入了稳性直接评估模型的建立和验证阶段,预计将于2019年完成规范的正式文本。本文根据IMO第二代完整稳性直接评估方法草案的基本要求,基于船舶操纵性和耐波性的统一理论,建立了供骑浪横甩直接稳性评估的操纵性和耐波性运动耦合的六自由度弱非线性运动模型,为了确保数值模拟结果正确有效,对各个计算模块进行了验证。首先,验证了该弱非线性六自由度船舶运动方程在规则波中数值预报结果的可靠性。针对某42m围网渔船和国际拖曳水池标模ITTC A2高速渔船分别开展了骑浪/横甩运动的数值模拟,与公开发表的模型实验开展定性、定量对比发现,模拟结果和实验结果一致性符合较好。在此基础上,进一步研究了若干影响骑浪/横甩发生的因素。结果发现波浪中螺旋桨的推力变化是影响纵浪中骑浪横甩发生的关键原因,计入该效应后船舶骑浪横甩的发生界限向短波长、大波陡一侧迁移,从而提高了数值预报结果与模型实验结果的符合度。其次,针对在长峰不规则波中航行的船舶,基于IMO第二代完整稳性直接评估草案规程和弱非线性六自由度船舶运动方程预报了船舶骑浪/横甩的发生概率。首先考察了六自由度模型预报结果和更低层级预报结果间的一致性;此后采用六自由度模型,对长峰不规则波中的骑浪横甩发生概率问题进行了数值模拟和统计分析。最后,从简化的四自由度船舶操纵性方程出发,运用非线性动力系统的分岔理论讨论了船舶在纵浪中航行时由通常的周期性运动响应向偶发的骑浪/横甩运动响应转变的发生机理。