船舶稳性研究的现状及展望

综述了近年来船舶完整稳性及破舱稳性的研究概况，包括在恶劣海况下的船舶倾覆模式，以及船舶倾覆的模型试验方法和数值计算模型。还简述了船舶稳性实时监控装置研制概况，并提出今后船舶稳性研究工作的建议。     

舰船稳性与破损稳性要求分析

稳性与破损稳性是影响舰船生命力安全的重要因素。综合分析国内外相关标准和规范,详细分析了国际海事组织海上人命安全公约(SOLAS 2004)、美国海军水面舰船稳性与浮性标准(DDS 079-1)和舰船通用规范(GJB4000-2000)稳性要求标准;数值计算了某船完整稳性和破损稳性,系统分析了舰船稳性与破损稳性指标要素。结果表明：美国海军水面舰船稳性衡准、国际海事组织的破损稳性标准和舰船通用规范对于稳性与破损稳性均有各自相对独立的指标体系及要求;美国海军水面舰船稳性与浮性标准对舰船稳性与破损稳性个别指标要求更为严格;我国规范要求总体较为合理,但缺乏对复原力臂特征值的衡量要求和船舶破损后抵抗风浪能力要求。     

横风横浪中破损船舶瘫船稳性倾覆概率研究

为了评估船首破损以后的倾覆概率,基于完整船舶瘫船稳性研究,尝试将破损船舶时域进水过程和倾覆概率计算结合。用Monte Carlo方法数值模拟某船破损以后的倾覆概率,采用四阶Runge-kutta方法求解横摇运动方程,研究不同载况下的倾覆概率和稳性高度变化。计算结果表明:相比完整船舶,破损船舶的短期和长期倾覆概率都增大;而在进水过程中,破损船舶的倾覆概率先减小后增大,到进水终了时刻达到最大。研究成果可望为破损船舶瘫船状态下的倾覆机理和波浪中破舱稳性衡准的制定提供技术支持。     

基于模型试验的船舶完整稳性的评估

提出了利用耐波性和操纵性水池中的自航型预报船舶完整稳定的系统方法。模型试验是在极陡的规则波情况下完成的，主要考虑了船模在顶浪和尾斜浪情况下漂浮和运动情况。这种方法曾有于两艘托网渔船，有效地验证了使船舶倾覆的稳心度的最低临界值。将倾覆临界值同国际海事组织对完整稳性的规范进行了比较，系列模型试验也证实了在临界值上的倾覆仅在属斜浪的情况下发生，同时也显示了倾覆是由于横甩，在波峰上的稳性损失或埋首造成的。     

基于局部线性化方法的瘫船稳性敏感性分析及衡准完善

[目的]瘫船稳性是当船舶失去动力后,在横风横浪状态下发生共振横摇甚至倾覆的运动模式,是公认的较危险的稳性失效模式。国际海事组织(IMO)船舶设计与建造分委会(SDC)预计将于2019年完成第2代完整稳性衡准规则定稿,目前亟需大量的样船计算以完善规则。[方法]基于局部线性化方法,对3艘集装箱船进行了瘫船稳性第2层衡准校核计算,并分析了瘫船稳性敏感性与船舶各设计参数的关系。[结果]分析结果表明,随着船舶吃水深度的增大,船舶倾覆概率将先增大后减小,并对第2层衡准的标准值选取及衡准完善提出了建议。[结论]可为瘫船稳性衡准研究提供技术支持。     

破损舰船瘫船状态倾覆概率评估方法

国际海事组织已基本确定了完整船瘫船状态下的第2层薄弱性倾覆概率评估方法。由于破损舰船在风浪中运动的复杂性,破损舰船瘫船状态下的倾覆概率评估方法还未提出。基于完整船瘫船失效模式评估方法的思想,对破损舰船的横摇运动进行简化,提出一种评价破损舰船瘫船状态下倾覆概率的方法,并利用实船进行计算分析。分析各参数对倾覆概率的影响,研究对称进水和非对称进水这2种情况下的倾覆概率。结果表明:所提的用于评价破损舰船瘫船状态下倾覆概率的方法可行,其中非对称进水更为危险,可为研究破损舰船瘫船稳性提供参考。     

基于完整稳性倾覆概率风险的内河客船主尺度优化

通过建立内河客船在规则波中的横摇频幅响应模型,将船舶倾覆概率表达为横摇角概率密度函数的积分,提出适用于船舶初步设计阶段的内河客船倾覆概率计算模型.采用一艘长江干线旅游客船作为母型船,将倾覆概率作为安全性指标,融入优化决策过程中,与其他技术、经济性指标进行整合,构建多目标决策问题,对母型船进行主尺度优化.结果 表明,基于完整稳性倾覆概率风险的主尺度优化方法,能够克服传统优化方法的弊端,使得完整稳性风险在初步设计过程中得以被正确评估,从根本上提高设计方案的完整稳性性能.     

舰船动稳性设计

以舰船稳性领域的概述开篇，然后是对已知的整船倾覆类型的一个总结。这些类型按与波浪方向的关系分类。第一部分讨论最近发展起来的一些简单的设计公式，这些公式适用于设计早期的稳性检查。第二部分说明一些能用于详细设计的数值稳性分析工具。不但要讨论最近的研究成果，还要确定那些急需发展的领域。目标是为已知的舰船倾覆类型的动稳性定量估算建立一个严格的科学基础。     

船舶第二代完整稳性机理及船舶操纵技术分析

为增进船舶航行安全,分析船舶第一代完整稳性规则的局限性及其发展趋势,探讨船舶第二代完整稳性的架构机理。从第一层稳性衡准的参数横摇、纯稳性丧失、瘫船稳性、骑浪/横甩和过度加速度等5种稳性失效模式的评估方法及其与船舶静态参数、动态参数的关系入手,分析基于第二代完整稳性衡准的船舶操纵性能,提出确保稳性满足规则要求的船舶操纵技术和措施。     

瘫船稳性第二层薄弱性衡准技术研究

基于IMO第二代完整稳性草案中瘫船稳性第二层薄弱性衡准的有关内容,探讨了不规则横风横浪作用下瘫船倾覆概率的数值计算方法,开发了瘫船稳性第二层薄弱性衡准评估计算程序,同时对影响倾覆概率的因素进行了研究。计算中假定船舶处于瘫船状态,其横摇运动符合单自由度非线性横摇模型,外力扰动力矩包括风作用和波浪作用两方面。风浪作用均采用力矩谱方式表达,并结合北大西洋波高周期分布散点图设置环境条件,计算给定暴露时间内特定海区的瘫船倾覆概率。     

自卸砂船稳性分析及其倾覆后应急施救方案

自卸砂船船体结构具有一定特殊性,在稳性方面富余量较小.而运输过程中超载现象普遍且程度较严重,使该种船舶在航行过程中相对而言更容易发生倾覆沉没,对人命和财产造成极大损害.以一起事故为实例,对该类船舶的稳性进行分析;并结合船舶分舱和船舶静力学原理,提出了自卸砂船倾覆翻扣事故发生之后的应急救人措施建议方案.     

国内第二代完整稳性衡准研究主要成果和重点发展方向

国际海事组织(IMO)目前正在制定第二代完整稳性衡准,主要是采用3个层次的计算和衡准判断对5种稳性失效模式进行评估,建立一套新的船舶完整稳性评估体系。为了应对第二代完整稳性衡准对我国船舶设计建造带来的挑战,工信部专门设立了高新船舶项目"船舶第二代完整稳性衡准技术研究"。论文根据高新船舶项目"船舶第二代完整稳性衡准技术研究"的研究工作,介绍中国在船舶二代完整稳性衡准方法、数值计算及模型试验等方面取得的最新成果,并对今后要开展的重点研究方向和工作重点提出建议。     

参数横摇对集装箱船设计和运营的影响

<正>纯稳性丧失、参数横摇、骑浪(横甩)是船舶在波浪中的3种典型倾覆现象,其中,参数横摇是目前国际海事组织(IMO)正在研究的船舶第二代完整稳性衡准技术中5种失效模式之一。研究人员普遍认为,参数横摇是由船舶在波浪中的复原力周期性变化而导致的非线性现象,其主要特点是:船舶在顶浪状态下产生垂荡、纵摇运动的同时伴随着大幅度横摇运动。大量研究表明,当船舶的横摇固有频率等于其在波浪中遭遇频率的50%时,船舶可能产生显著的横摇运动,即参数横摇。大型集装箱船的艏     

船舶在波浪中航行时的安全操纵

船舶在波浪中航行,纯稳性丧失、参数激振和横甩是造成船舶倾覆的主要原因。针对波长与船长、波高与波长、波与船的波舷角三者对船舶稳性的影响进行讨论,揭示了船舶在波浪中航行时的稳性变化规律,提出了应合理地选择船舶的航行姿态、谨慎用舵等操船建议,保证船舶的航行安全。     

船舶骑浪/横甩薄弱性衡准研究综述

随着计算机技术的高速发展和数值模拟技术的不断进步,将水动力学的最新研究成果用于船舶第二代完整稳性薄弱性衡准的研究已成为热点,在船舶设计领域引起广泛关注。而骑浪/横甩是船舶在随浪和尾斜浪中航行时发生倾覆的主要原因之一,具有显著的动力特性,直接影响着航行安全;因此,首先对船舶骑浪/横甩的发生机理、研究的关键问题进行归纳和总结,然后对船舶骑浪/横甩薄弱性衡准进行分析和评价,最后对船舶骑浪/横甩的国内外研究进展进行评述。其研究成果能为制定第二代船舶完整稳性提供有益的借鉴。     

临界初稳性高度—散装谷物船舶稳性的等效衡准

提出了用临界初稳性高度作为１９７４ＳＯＬＡＳ中散装谷物船舶稳性的等效衡准，并提供了该等效衡准的计算原理和使用方法。对实船的具体计算和校核表明，用临界初稳性法来代替对公约中散装谷物船舶完整稳性的校核，是一种方便船舶应用的可行方法。     

某散货船载运镍矿稳性分析

针对镍矿在运输过程中易液化,造成船舶发生危险甚至倾覆的问题。文章阐述了镍矿特性及易流态化货物完全液化后自由液面和货物移动对船舶稳性的影响,并通过实船数据计算出货物移动后稳性的变化。货物在液化后会形成横倾力矩,使稳性减小,甚至丧失。     

第二代完整稳性瘫船失效模式直接评估方法研究

国际海事组织(IMO)在第二代完整稳性规则的制定中,针对每一种失效模式提出了3层薄弱性衡准。目前,瘫船稳性失效模式薄弱性衡准已经完成了第1、2层次的内容,第3层次直接评估方案还未形成。本文基于IMO船舶设计与构造分委会第一次会议(SDC1)提出的第2层薄弱性衡准草案中关于瘫船稳性的相关内容,采用单自由度横摇运动数学模型,编制数值计算程序,模拟船舶在极端恶劣条件下风浪联合作用的横摇运动,计算给定暴露时间船舶倾覆概率。将计算结果与CEHIPAR2792标准模型试验结果进行对比,验证并分析数值方法的可行性,为确定该失效模式的直接评估方法提供参考。     

第二代完整稳性瘫船失效模式直接评估方法研究

国际海事组织(IMO)在第二代完整稳性规则的制定中,针对每一种失效模式提出了3层薄弱性衡准.目前,瘫船稳性失效模式薄弱性衡准已经完成了第1、2层次的内容,第3层次直接评估方案还未形成.本文基于IMO船舶设计与构造分委会第一次会议(SDC1)提出的第2层薄弱性衡准草案中关于瘫船稳性的相关内容,采用单自由度横摇运动数学模型,编制数值计算程序,模拟船舶在极端恶劣条件下风浪联合作用的横摇运动,计算给定暴露时间船舶倾覆概率.将计算结果与CEHIPAR2792标准模型试验结果进行对比,验证并分析数值方法的可行性,为确定该失效模式的直接评估方法提供参考.     

IMO船舶瘫船稳性倾覆概率研究

目前国际海事组织(IMO)第二代完整稳性衡准工作组正在制定瘫船稳性薄弱性衡准。针对IMO瘫船稳性第二层衡准草案,首先对瘫船稳性第二层薄弱性衡准方法进行了分析。其次考虑风浪的联合作用,采用单自由度非线性横摇运动方程,利用IMO提供的国际标准船模CEHIPAR 2792,研究了GZ曲线分段线性方法和不同有效波倾系数对概率计算方法的影响。最后,通过计算不同风浪环境条件下船舶的倾覆概率,给出了不同概率计算方法的结果,验证了分段线性化方法计算倾覆概率的可靠性。