随浪中船舶稳性衡准的探讨

现行的稳性规范对随浪航行时的稳性损失考虑不够,不少船舶虽已满足国际海事组织(IMO)A·167决议的要求,却在随浪航行时倾复。IMO分舱、稳性和载重线分委员会自第26次会议以来,一直要求各成员国开展这一方面的研究工作。本文应用的试验资料和德意志民主共和国与波兰的船舶登记局联合提案中关于随浪稳性衡准的建议,对13艘实船作了计算,然后与中国船检局稳性规范进行了比较。初步分析表明:船舶随浪航行时稳性力臂有较大损失;随浪气象衡准是决定中、小型船舶安全航行的一个主要因素;中国现行稳性规范的要求较上述的随浪衡准的要求为低,而且对最大稳性力臂的要求也不够合理。建议对随浪稳性作进一步的研究和探讨。     

随浪航行中的船舶危险性分析

随浪中航行安全是船舶大风浪安全航行研究的重要内容,随浪中船舶稳性也是船舶开航前安全评估所必须考虑的要因之一。通过对随浪航行中船舶稳性损失及船舶状态的分析,阐明稳性的计算公式和随浪航行中的应变对策,以期为研究随浪航行的学者和从事船舶操纵的驾驶人员提供参考依据。     

结合NURBS曲面理论的主船体模型CAD建模研究

本文研究NURBS曲面理论,重点分析NURBS曲线以及曲面的定义和表达式,给出B样条曲线的计算方法,研究船舶曲线曲面光顺的解算方法,并且引入剪力跃度平方和的定义;研究船舶三维稳定性的计算方法以及船舶静稳性力臂的求解算法,并分析静稳性力臂的变化曲线以及船舶吃水深度的变化曲线;最后分析船舶船体模型的CAD建模技术,并给出船舶快速建模系统的设计方法。     

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。     

营运船舶的稳性问题

本文从船舶航海的实情出发,阐述了船舶稳性的含义及其校核方法;并就适度GM值和纵倾对稳性的影响进行探讨;评论了海协稳性标准(IMCO A.167决议)的欠缺,同时基于安全观点,提出了船舶营运时值得注意的几个问题——常数问题、合理配载、警惕随浪航行、严防货物移动、减少自由液面对稳性的影响以及集装箱船和滚装船的稳性问题。     

非对称双体船完整稳性研究

论文采用基于船体表面网格积分的方法计算船舶稳性,研究了侧体相对位置对非对称双体船稳性的影响规律。设置了20种非对称双体船片体布局方案,研究了侧体相对位置对船舶初稳性的影响规律。考虑非对称双体船的左右不对称性,分别研究了左倾、右倾两种横倾情况下,非对称双体船静稳性力臂、动稳性力臂、最大复原力臂、最大复原力臂对应的横倾角θm以及θm对应的动稳性臂ld随侧体位置变化的规律。期望研究结果为相关技术人员提供技术支持。     

船舶破舱稳性计算方法研究

介绍了计算船舶破舱稳性的重要性,提出了破舱稳性的计算框架,以及计算过程,方便人们了解破舱稳性的研究内容及方法.主要叙述了计算破舱稳性的表面元法和基于NURBS曲面的最优化方法计算船舶破舱稳性,最后比较了这两种方法.     

船艏及干舷压浪在高速艇上的应用对比

快艇在高速航行时会产生剧烈的艏部兴波和干舷淹湿问题,通常需要采用适当的压浪措施来控制这些不利因素。为进一步研究干舷压浪技术在高速艇上的应用效果并与船艏压浪技术进行对比,基于某一细长高速穿浪船,对比这2种压浪技术对船体兴波、淹湿、运动、稳性和高速下横倾回复力矩的影响。船体淹湿、阻力和船体运动通过求解URANS方程和使用动网格技术获得,高速下的横倾回复力矩也通过求解URANS方程获得。计算结果表明,2种压浪技术均能有效控制船体淹湿,但干舷压浪设计能在船长范围内控制船体淹湿并具有更好的初稳性,在高速下也有更大的横倾回复力矩。自航模试验也验证了压浪干舷的可行性和良好性能。     

基于CFD的船舶骑浪状态下的纯稳性损失求解

船舶顺浪航行的纯稳性损失研究已成为国际航海界和国际海事组织(IMO)关注的课题之一。基于计算流体力学(CFD)技术,生成了船舶的骑浪航态,采用系列横摇衰减试验方法,获取到了该航态下某型舰艇的稳性曲线,通过后续计算得到纯稳性损失,并与一般理论计算法得到的结果进行对比,结果验证了该方法的可信度。     

半潜船风浪中航行安全性评估方法探析

半潜船在船体结构、船体形状和装卸方式上存在诸多特殊性,在风浪中航行的安全性尤其重要。本文分别从船舶在波浪中的稳性理论、大幅横摇运动计算、倾覆概率预报、安全性模糊评价四方面归纳、分析了半潜船航行安全性研究的方法,为进一步深入研究和制定半潜船稳性规范提供借鉴。     

基于VBA的船舶交互式智能分舱方法

船舶分舱及舱室数据的生成是船舶稳性计算的前提.文章在AutoCAD2002环境下,采用VBA工具和ActiveX技术,对船体的交互式智能化分舱方法进行研究,实现了船体的自动交互式分舱、舱室分舱概图自动绘制,同时得了到舱室定义文件.该方法可以快速得到多个分舱方案,同时生成相应的舱室数据,为后续的稳性计算及评价提供基础,也进一步提高分舱设计与稳性计算的智能化水平.     

基于参数横摇的航行安全性研究

第二代完整稳性衡准中将波浪中船舶稳性失效模式分为五种,论文文主要研究其中的参数横摇模式,基于参数横摇衡准草案对在迎浪中航行的船舶进行计算。衡准计算中采用了多元线性回归的方法计算了静水中的回复力系数,运用Ikeda法计算横摇阻尼系数,最后运用二分法求出横摇幅值A。根据实船的计算结果,绘制出船舶航行时参数横摇的可能发生区域,结合图形为船舶的航行安全性提供操作指导。     

随机斜浪中船舶参数-强迫激励横摇运动计算

研究船舶随机斜浪中大幅参数激励非线性横摇运动的计算方法.将船舶稳性高度GM作为时域变化的随机参数激励,波浪力为随机强迫激励项,建立船舶在随机斜浪航行情况的参-强激励横摇运动微分方程.参数激励项的求解考虑了船体型线、纵摇、升沉及波浪运动对稳性高度变化的影响.分别取不同波高、航速、航向,计算出随机斜浪中船舶的时域横摇运动响应.计算结果表明,此方法可以用于计算随机斜浪中船舶的参-强激励横摇运动,据此分析随机斜浪对船舶横摇和倾覆的重要影响.     

随机斜浪中船舶参数——强迫激励横摇运动计算

研究船舶随机斜浪中大幅参数激励非线性横摇运动的计算方法。将船舶稳性高度GM作为时域变化的随机参数激励，波浪力为随机强迫激励项，建立船舶在随机斜浪航行情况的参—强激励横摇运动微分方程。参数激励项的求解考虑了船体型线、纵摇、升沉及波浪运动对稳性高度变化的影响。分别取不同波高、航速、航向，计算出随机斜浪中船舶的时域横摇运动响应。计算结果表明，此方法可以用于计算随机斜浪中船舶的参—强激励横摇运动，据此分析随机斜浪对船舶横摇和倾覆的重要影响。     

船体总纵强度问题的试验分析

为了了解上层建筑在船体总纵强度中的作用和各种不同航行状态下船体的总纵弯曲应力水平,本文通过试验方法对船舶在航行状态下的总纵弯曲强度进行了测试。通过对测试结果分析得出结论：长上层建筑在船体总纵强度中起着重要作用,顶浪和首斜浪是船舶航行的最危险的工况。     

基于NURBS表达的船舶静水力特性精确计算

在船体曲面NURBS表达基础上,对船舶静水力特性参数进行精确而全面的定义,并结合平面与曲面求交算法和基于曲面表达的几何特性计算方法,对各静水力特性参数进行计算.这种方法不仅适合于传统的静水力特性计算,又适合于任意浮态下的静水力特性计算.对实船正浮状态下的静水力特性进行计算,与传统方法的计算结果进行对比和分析,说明了该定义方法的通用性和实用性;对倾斜状态下的静水力特性进行计算,并总结静水力特性参数值随浮态的变化规律,为船舶自由浮态和静稳性精确计算提供基础.     

基于CFD的船舶不同浪向下运动及增阻数值分析

为分析波浪对船舶快速性和耐波性的影响,必须对波浪中航行的船舶阻力增值进行准确预报。本文基于计算流体力学软件FINE/Marine建立了Wigley船模的数值模型,对不同规则波波长下的船体运动和波浪增阻进行了计算,并与试验结果进行对比,验证了数值模型的可行性与准确性。同时计算分析了船舶在规则波中航行时的波浪增阻与浪向之间的变化关系。通过研究发现：随着浪向角的增大船舶波浪增阻逐渐增加,在60°浪向角时波浪增阻达到最大值,浪向角对波浪增阻的影响较大。本文的研究方法可用于船舶有航速下的不同浪向波浪增阻的数值预报。     

虚拟环境下船舶安全航行路径智能规划仿真

为使驾驶员能够识别出航道存在的危险,确保船舶航行安全,研究虚拟环境下船舶安全航行路径智能规划仿真方法。在虚拟环境下,基于船舶航道高程信息,利用连续极小泛函序列方法获取船舶航行航道等距网格数据,利用对象图像渲染引擎处理航道网格数据,得到航道地形模型。利用Solid Works软件,通过创建基准面、生成船舶船体型线以及构建船体曲面模型等过程生成船舶三维模型。根据生成的航道地形模型与船体模型,提出适用于三维空间路径规划的空间分层路径规划方法,通过逆向逐步搜索路径过程得到船舶安全航行路径规划结果。实验结果显示,该方法生成的航道地形与船体模型较为完善,路径规划过程中能够有效躲避固定障碍物与移动障碍物,既保障船舶航行安全性又确保航程最短。     

Matlab可视化GUI编程在船舶随浪航行安全预警系统的应用

船舶在大风大浪的环境中航行时,为了提高船舶航行安全性,通常进行迎浪航行,但在某些特定条件下,船舶只能随浪航行,这种航行模式会大幅提高船舶横摇、纵摇等运动的幅度,甚至导致船舶发生倾覆,因此研究船舶随浪航行的安全预警系统非常重要。本文结合Matlab可视化GUI编程,设计一种船舶随浪航行下的安全预警系统,并对该系统进行性能测试。     

基于CATIA的船舶主船体造型特征建模研究

为维护主船体的航行稳定水平,实现对船舶安全营运环境的合理保护,提出基于CATIA的船舶主船体造型特征建模方法。针对关键性二次开发技术,进行船体主要造型结构的设计,实现CATIA船舶模块的研究及二次开发。在此基础上,确定船舶主船体的稳性能力,通过提取既定型值的方式,计算得到准确的大倾角数值,实现基于CATIA的船舶主船体造型特征模型的顺利应用。对比实验结果表明,与传统三维建模手段相比,CATIA技术支持下船舶特征建模方法的CSA重构系数值更大,能够较好地维护主船体的航行稳定能力,满足合理保护船舶安全营运环境的实际应用初衷。