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。     

纯稳性丧失和瘫船稳性薄弱性衡准实船验证分析

国际海事组织(IMO)正在制定第二代完整稳性衡准,并计划于2019年开始强制实施.该稳性衡准涵盖了5种稳性失效模式:参数横摇、纯稳性丧失、过度加速度、瘫船稳性和骑浪/横甩.衡准评估由薄弱性衡准和稳性直接评估组成.本文采用实际运营的4艘油船和3艘渔政船对最新草案中纯稳性丧失和瘫船稳性的薄弱性衡准进行了计算,分析了第一层和第二层薄弱性衡准的一致性,为纯稳性丧失和瘫船稳性薄弱性衡准的制定提供参考.     

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。     

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。     

第二代完整稳性衡准的研究进展及评估方法综述

文章对IMO第二代完整稳性衡准的发展作了简要的介绍,对第二代完整稳性中的参数横摇、纯稳性丧失、瘫船稳性、骑浪/横甩以及过度加速等五种稳性失效模式的研究进展进行了综述,同时给出了该五种稳性失效模式的第一层薄弱性衡准、第二层薄弱性衡准以及直接评估方法,可供船舶设计人员参考。     

瘫船稳性薄弱性评估样船计算分析

国际海事组织IMO目前正在制定第二代完整稳性衡准,其中瘫船稳性薄弱性衡准是其中的重要内容。基于IMO SDC 1/INF.6瘫船稳性失效模式薄弱性衡准草案的相关内容,开发了瘫船稳性薄弱性衡准第一层和第二层计算程序,并进行了11艘样船计算,样船包括渔政船、油船、巡逻船、海域看护船等。对于各种船型分别进行满载、设计和压载三个吃水状态的瘫船稳性薄弱性评估,根据计算结果分析了第一层和第二层的协调性,为制定瘫船稳性第二层薄弱性衡准提供参考。     

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。     

瘫船稳性横摇周期计算方法讨论分析

[目的]国际海事组织(IMO)对第2代完整稳性衡准的制定工作正处于不断推进与完善阶段,其中,瘫船稳性第1,2层薄弱性评估方法因是基于不同的原理制定,故样船评估结果的一致性问题较为明显,需进一步讨论分析评估方法的准确性。[方法]横摇周期是影响评估结果的主要因素。首先,基于船舶运动微分方程,对使用现有横摇周期计算方法进行评估存在的问题予以分析讨论;然后,将SDC 5/6/8标准中的横摇周期计算方法运用到瘫船稳性第1层薄弱性衡准中,编写程序;最后,选取24艘样船72种载况,采用现有方法和修正方法对计算结果进行对比分析[结果]结果表明,对于非线性特征明显的船舶,使用该横摇周期计算方法进行薄弱性评估,可以得到更加准确的结果。[结论]建议使用基于非线性的横摇周期计算方法进行薄弱性评估以及后续操作限制的制定。     

船舶参数横摇薄弱性衡准样船计算分析

目前IMO正在制定第二代完整稳性规则,参数横摇薄弱性衡准是其中的重要内容。论文基于IMOSDC1/INF.8参数横摇薄弱性衡准草案以及通讯组后续2次的修改草案,开发了参数横摇薄弱性衡准第一层和第二层计算程序。通过对C11船的薄弱性衡准计算,验证了该程序的可靠性。然后对16艘船舶共48种载况进行样船计算,并对参数横摇第一层薄弱性衡准和第二层薄弱性衡准的协调性进行了分析。这些为参数横摇薄弱性衡准的制定提供参考。     

IMO瘫船稳性倾覆概率分段线性化和敏感性分析

国际海事组织(IMO)第2代完整稳性规则预计将于2019年定稿,目前仍处于大量样船的计算与完善阶段。处于横风横浪联合作用下产生大幅横摇甚至倾覆的瘫船状态,被公认是相对危险的稳性失效模式。因此基于瘫船稳性第2层衡准,针对2艘集装箱船,利用分段线性化方法得到横摇运动方程的解析解,并据此进行倾覆概率的计算。在样船计算的基础上同局部线性化结果进行对比,并对影响倾覆概率的敏感性因素进行分析:延长暴露时间、高峰宽频的波浪谱、选择GZ曲线顶点为分段分界点等均能提高衡准的安全裕度。在此计算分析的基础上为完善IMO瘫船稳性衡准的制定提供技术支撑。     

第二代完整稳性衡准直接评估方法研究

国际海事组织(IMO)船舶建造和设计委员会(SDC)4次会议把第二代完整稳性衡准直接评估方法提上议程,本文针对第二代完整稳性衡准的五种稳性失效模式——参数横摇、纯稳性丧失、骑浪/横甩、瘫船稳性和过度加速度,分别给出了直接评估的水动力原则性要求,然后针对这些水动力要求进行了分析,并给出了具体的数学模型.最后结合已有的计算结果对直接评估方法的可行性进行了分析,为二代稳性直接评估软件的开发和应用奠定了基础.     

IMO第二代完整稳性衡准对现有万箱船设计的影响

国际海事组织（IMO）正在制定基于水动力学的第二代完整稳性衡准，新衡准的实施必然对现有船舶的设计带来巨大影响。集装箱船大型化是航运界的发展趋势，万箱船船型订单近年也大幅上升。已有的事故发现大型集装箱船对参数横摇、过度加速度等衡准相对敏感，但现有船舶的设计对此类事故模式考虑较少，因此有必要开展相关研究。本文选取了某万箱集装箱船，对其大量装载工况进行四种稳性失效模式的计算分析，研究了第二代完整稳性的实施对大型集装箱船的稳性影响，并对其装载、设计等提出一定的建议。     

二代稳性衡准纯稳性丧失直接评估方法研究(二)

针对国际海事组织(IMO)正在制定的船舶第二代完整稳性衡准中的纯稳性丧失直接评估衡准,本文提出了纵荡-横荡-横摇-首摇4自由度运动耦合的标准数学模型,进行了纯稳性丧失直接评估.该方法首先基于MMG操纵性标准方法,构建纵荡-横荡-横摇-首摇4自由度运动方程,同时考虑了舵控制方程,其次在纵荡、横荡、横摇、首摇方程右边考虑时域波浪力/力矩,且横摇方程右边进一步考虑了粘性横摇阻尼力矩和波浪中复原力臂变化.最后采用ONR内倾船进行了尾斜浪中纯稳性丧失直接数值计算,为纯稳性丧失直接稳性评估衡准的应用奠定了基础.     

IMO第二代完整稳性骑浪横甩衡准规范研究

本文针对国际海事组织(IMO)目前正在制定的第二代完整稳性衡准中的骑浪/横甩稳性失效模式展开了研究,详细阐述了最新的衡准草案规范并编制了计算程序。在此基础上,以一条远洋渔船为例,开展了静水阻力拖航试验,研究了规范中所涉及的输入参数对于衡准校核结果的影响,包括静水阻力、螺旋桨推力系数等。结果表明,静水阻力数据对于校核结果的影响很大,而螺旋桨推力系数等的影响则较小。本研究对于IMO确立该衡准规范具有参考价值,对于船舶设计人员也有一定的指导意义。     

极地破冰船动稳性敏感度分析

船舶动稳性性能对于确保恶劣海况下的航行安全具有重要意义。我国的极地破冰船需要经过较长航程的敞水航行才能顺利到达极地冰区,为了评估极地破冰船型在敞水中动稳性的安全水平并为未来新船型的开发积累经验,采用国际海事组织(IMO)第二代完整稳性衡准中的薄弱性衡准方法对两个不同尺度的概念设计方案分别开展了动稳性敏感性评估。研究表明,现有概念设计方案对于参数横摇和过度加速度失效模式表现出了一定的敏感性。通过分析诱发敏感性的船型设计参数,指出了未来开展进一步优化研究的方向。     

骑浪/横甩薄弱性衡准和模型试验研究

目前国际海事组织(IMO)正在制定的第二代完整稳性衡准,其中就包括骑浪/横甩薄弱性衡准。文章首先介绍了最新骑浪/横甩薄弱性衡准方法,应用自编的衡准软件进行样船计算,分析了当前衡准的适用性。其次,开展了内倾船型在随浪和尾斜浪中的骑浪/横甩试验,试验中获得了四种与骑浪/横甩相关的运动特性:周期运动、稳定骑浪、横甩和横甩导致的倾覆,而且在某波浪条件下观察到船舶连续发生三次横甩的现象。最后,将内倾船型的骑浪/横甩薄弱性衡准计算结果与试验结果进行对比,验证了衡准方法对于内倾船型的适用性。     

不同类型船舶二代完整稳性的最大重心高度研究（英文）

Currently, second generation intact stability criteria are being developed and evaluated by the International Maritime Organization(IMO). In this paper, we briefly present levels 1 and 2 assessment methods for the criteria of pure loss of stability and parametric roll failure modes. Subsequently, we show the KG_(max) curves associated with these criteria. We compute these curves for five different types of ships and compare them with the curves embodied in the current regulations. The results show that the safety margin ensured by the first level-1 method of calculation for both pure loss of stability and parametric roll seems to be excessive in many cases. They also show that the KG_(max) given by the second level-1 method and by the level-2 method may be very similar. In some cases, the level-2 method can be more conservative than the second level-1 method, which is unanticipated by the future regulation. The KG_(max) curves associated with parametric roll confirm that the C11 container ship is vulnerable to this failure mode. The computation of the second check coefficient of parametric roll level 2(C2) for all possible values of KG reveals the existence of both authorized and restricted areas on the surface formed by both the draft and KG, which may replace the classical KG_(max) curves. In consequence, it is not sufficient to check that C2 is lower than the maximum authorized value(R_(PR0)) for a fixed ship's loading condition.     

KG<Subscript>max</Subscript> curves associated with second generation intact stability criteria for different types of ships

Currently, second generation intact stability criteria are being developed and evaluated by the International Maritime Organization (IMO). In this paper, we briefly present levels 1 and 2 assessment methods for the criteria of pure loss of stability and parametric roll failure modes. Subsequently, we show the KG_max curves associated with these criteria. We compute these curves for five different types of ships and compare them with the curves embodied in the current regulations. The results show that the safety margin ensured by the first level-1 method of calculation for both pure loss of stability and parametric roll seems to be excessive in many cases. They also show that the KG_max given by the second level-1 method and by the level-2 method may be very similar. In some cases, the level-2 method can be more conservative than the second level-1 method, which is unanticipated by the future regulation. The KG_max curves associated with parametric roll confirm that the C11 container ship is vulnerable to this failure mode. The computation of the second check coefficient of parametric roll level 2 (C2) for all possible values of KG reveals the existence of both authorized and restricted areas on the surface formed by both the draft and KG, which may replace the classical KG_max curves. In consequence, it is not sufficient to check that C2 is lower than the maximum authorized value (R _PR0) for a fixed ship’s loading condition.     

船型参数对骑浪/横甩薄弱性衡准影响研究

骑浪/横甩是IMO船舶第二代完整稳性的五种失效模式之一,是一种基于概率的稳性衡准,制定规范的目的是更有效地保障船舶在实海域中的航行安全,确保不发生稳性失效情况.本研究中,以IMO有关成员国提出的最新版骑浪/横甩薄弱性衡准草案为基础,基于自主开发的骑浪/横甩薄弱性衡准校核软件,针对围网渔船开展了样船计算和比较分析,研究IMO正在制定的骑浪/横甩薄弱性衡准方法对该类船型的适用情况,分析船型参数对骑浪/横甩薄弱性衡准的影响,为我国参与国际法规制定,提出针对骑浪/横甩薄弱性衡准的提案提供技术支撑和依据.