目前的稳性标准是根据流体静力学理论来评判船舶在风浪中的安全行为,这种方法忽略了船舶运动的时域特性、频域特性及随机性,按照目前稳性规范设计的船舶仍然时有倾覆发生,因此研究船舶的非线性运动特性和评估船舶航行的生存能力,仍然是人类面临的重大课题。本文研究随机海浪中船舶大幅非线性横摇的动力特性及船舶航行的生存概率问题。主要研究内容和成果为:综合考虑流体动力作用以及螺旋桨推进力,建立了描述船舶空间六个自由度运动的一般运动微分方程,考虑横摇大幅运动,得到非线性横摇运动微分方程。综合应用简谐加速度方法和非线性动力学中安全池方法,研究考虑波浪随机性、阻尼和恢复力矩非线性及瞬时运动状态的生存概率的预报方法。考虑不同的初始条件、有义波高、随机波浪参数,计算了长30米渔船的横摇历程和安全域,得到了不同随机数下的安全域和生存概率,研究了波浪参数及初始条件对横摇运动及生存概率的影响。综合考虑航速和航向角的影响,计算了首斜浪和尾斜浪在不同有义波高作用下的安全域和航行的生存概率。计算表明,船舶运动的瞬时状态和波浪参数对于船舶倾覆具有重要影响,在随机波作用下安全域是随机的,即采用不同的随机相位角时,安全域图形表现为阴影区面积的分布及形状会有差别。船舶在首斜浪航行时比横浪航行安全,而且航速越大越安全;而在尾斜浪航行时比首斜浪航行危险,随航速提高,尾斜浪航行船舶的生存概率减小。