内河航行船舶的浮态研究

此文对内河航行的船舶在“横倾”、“尾倾”、“首倾”三种浮态下航行时的运动特征进行了分析，并指出了内河航行船舶的最适宜的浮态。     

船舶横倾若干问题探讨

当船舶的重心偏离中线面时,船舶会出现横倾角。该横倾角的存在将使复原力矩减小,稳性降低,对船舶不利。文中在原有的理论基础上将视觉平衡理论引入横倾问题的探讨中去,并提出了一些改进的方法,如一些平衡系统的控制信号的发出方法,并将这一系统与一些横倾装置相结合,从而消除横倾角。     

大相对功率单浆水面舰艇初稳性设计中的最大横倾力矩

大相对功率单螺旋浆水面舰艇满载航行过程中很可能同时受到５种力的联合作用，为了便于设计应用，本导出一项适宜大于相对功率单浆水面船舶初稳性选择设计的最大横倾力矩计算公式。     

破损船舶瘫船时的横摇运动分析

为了研究破损船舶瘫船时的横摇运动,采用Davenport风谱计算定常风和阵风的风倾力矩,采用ITTC双参数波谱计算不规则波波浪力矩,采用增加重量法计算破损进水,建立了破损船舶瘫船时的横摇运动方程。最后以一艘船舶为例,计算了船舶非对称破损、对称破损以及完整状态下的横摇运动幅值,分析了破损船舶瘫船时的横摇情况。结果表明,船舶在破损时的横摇幅值远大于完整状态下横摇幅值且非对称破损时的横摇幅值最大。     

基于CFD的FPSO风载荷规范计算适用性研究

[目的]目前,设计人员多使用针对大型油轮的OCIMF规范和针对海上平台的API规范对FPSO风载荷进行计算,但因FPSO船舶上层建筑更为复杂,需进一步研究这2种规范对于FPSO风载荷计算的适用性。[方法]建立具有通用型上部模块的某30万吨级大型FPSO数值模型,对恶劣海况下不同风向角、横倾角下的FPSO所受风载荷进行数值模拟,分析其中存在的遮蔽效应;与规范计算结果进行对比分析,讨论在风载荷作用下FPSO受到的横倾力矩。[结果]结果显示,船舶正浮状态受到的最大风载荷和横倾力矩出现在270°风向角;船舶横倾状态下受到的风载荷和横倾力矩比正浮状态更大,最大横倾力矩出现在10.5°横倾角280°风向角;采用API规范和OCIMF规范得到的FPSO风载荷计算结果与CFD计算结果相差较大,二者在270°风向角的结果与CFD分别相差13.6%和24.5%。[结论]数值仿真给出的流场细节有利于分析上部模块间的遮蔽效应,能够较为准确地预报船舶所受到的风载荷,可以为考虑遮蔽效应的FPSO稳性设计提供参考。     

泵控式船舶横倾平衡自动控制系统

船舶在港口装卸作业时,若配载不当会产生倾斜。横倾平衡控制系统通过检测横倾角度、进行平衡水舱的水量调载,产生复原力矩纠正船舶倾斜。介绍了横倾平衡的控制系统及技术解决方案。通过该控制系统在1 300客位/1 800 m车道客滚船等的实际应用,证明其逻辑控制时序设计合理、泵阀连锁控制有效,为船舶的安全运营提供了保障。     

大型全回转起重船抗横倾系统设计

大型全回转起重船起重机吊重货旋转时将产生很大的横倾力矩,需配置抗横倾水舱,通过反向调拨压载水,使船舶横倾控制在安全范围之内。文章对合理布置抗横倾水舱、确定抗横倾水舱的舱容、抗横倾泵流量的选取和抗横倾系统的模式进行论述,对于大型全回转和半回转起重船的分析设计提供较好的参考和借鉴。     

船舶在横浪中非对称非线性横摇的一种计算方法

在实际营运中,船舶由于遭受定常强横风作用或货物移动等而产生初始横倾后,其复原力矩、阻尼力矩及横向惯性矩会发生变化。考虑到上述情况,本文建立了与对称横摇相类似的非对称非线性(阻尼和复原力矩同时有非线性)横摇运动的数学模型,用直接方法导出了该运动方程的近似解析解;同时探讨了非线性参量对强迫振荡的影响。本方法曾进行了相当数量的计算,与试验数据比较,得到较满意的结果。     

大型船舶倾斜试验程序及数据处理方法

针对大型船舶倾斜试验中压载重量需求大、重物移动困难、静水横摇周期获取困难、测量误差大等问题,文章基于倾斜试验原理,对大型船舶倾斜试验程序及数据处理方法进行了研究,可以发现:对于大型船舶,使用汽车吊代替压铁能有效、快速获得横倾力矩;使用初稳性高计算静水横摇周期代替横摇周期的直接测量能提高结果精度、改善试验效益。该研究可为大型船舶倾斜试验提供参考。     

减摇水舱性能试验摇摆模拟台阻尼力矩的模拟研究

减摇水舱性能试验摇摆模拟台是根据相似准则建立的一种模拟在波浪作用下船舶横摇运动的试验装置。为使摇摆模拟台能够模拟各种类型船舶的运动，要求模拟台的转动惯量、阻尼力矩和波浪干扰力矩都是可调节的。利用硬件方法模拟阻尼力矩具有许多不确定因素，很难保证模拟的阻尼力矩值与要求的阻尼力矩一致，这给减摇水舱性能预报带来诸多困难。本文提出了一种利用软件模拟船舶横摇阻尼力矩的方法，仿真分析和试验结果表明该方法能够模拟各种船舶的阻尼力矩，满足模拟台阻尼力矩模拟要求。     

抛起锚稳性计算分析

海洋辅助船抛起锚作业时产生较大拉力,会对船舶的安全产生不利影响。通过应力分析,根据相关规范中抛起锚稳性衡准分析横倾力矩,进行抛起锚稳性计算。     

在冲击外力矩作用下的横摇运动

营运中的船舶除了受到外界的随机扰动和规则扰动之外,往往也会遭受到非随机的不规则扰动。例如,抓斗船作业时产生的横倾力矩,货船装卸货物或起重船工作时的冲击力矩,渔船和拖船在操作时产生的不规则力矩等都属于上述情况。图1是由实测得到的抓斗式挖泥船在静水中作业时横倾力矩的变化形式,其中T_p是操作周期。     

船舶横倾姿态动态调整控制设计与仿真

针对船舶航行过程中,由于不均布载荷和随机海浪的作用导致发生不规则横倾运动的问题,通过集成横摇模型和减摇水舱控制系统,建立Matlab下的船舶浮态调整仿真模型。该模型控制系统采用PID控制算法,通过调整水舱水量保证船舶竖直的浮态位置。同时,分析不同遭遇角、波高下的海浪对船舶姿态的影响,并在该模型基础上设计了Kalman滤波器来滤除波浪干扰信号,确定船舶在不均布载荷作用下的真实横摇角度,证明Kalman滤波的实用性。通过比较仿真结果和理论计算值,确定横倾模型的正确性,同时验证该控制系统有利于提高船舶的横倾稳定性和安全性。     

船舶泵控式抗横倾系统的设计与抗横倾验证

为了解决传统的船舶抗横倾系统存在生产成本高、横倾补偿速率低等问题,设计泵控式抗横倾系统,针对船舶本身质量惯性大,在横倾平衡调节过程中采用传统PID控制存在调节时间长、系统超调量大的问题,设计一种模糊PID控制策略。分析船舶泵控式抗横倾系统的结构组成和工作原理,建立实际船舶泵控式抗横倾系统Simulink模型,设计系统模糊PID控制器,在Matlab环境中进行仿真实验,结果表明,相比于PID控制,采用模糊PID控制系统最大超调量减少30%,船舶恢复平衡时间减少了90 s,搭建泵控式抗横倾系统试验平台并进行抗横倾试验,验证了该抗横倾系统的实用性。     

测量有尾翼水下航行体横倾力矩的一种新方法

象鱼雷，运载器等水下航行体决定其运动性能的安定面和操纵面和通常布置在尾部，就航行体的横运动来说，尾翼即可产生控制力矩和力矩，也可产生干扰力矩，因此，试验测量尾翼引起的横倾力矩是很重要的。     

船舶旋回时的横倾

船舶旋回过程中的横倾是影响船舶安全的重要因素.为了研究重心较高的船舶在旋回过程中的横倾,文章根据分离型建模思想,建立了考虑船舶横倾的船舶运动数学模型,并利用MATLAB仿真软件仿真了船舶旋回运动,仿真结果与实验结果基本一致,说明模型正确.利用此模型对船舶旋回运动研究结果表明:船舶横倾角与GM值、船速和舵角有关;船舶旋回时应适当控制船速以减小横倾角,GM值较小的船舶还应控制船舶旋回时的舵角,从而保证船舶安全.     

船舶的横倾平衡系统

船舶横倾平衡系统是用于集箱船等船舶工作时纠正船舶倾斜的系统。本文主要介绍船舶横倾平衡系统的几种型式及其组成设备、动作原理和各自优缺点。     

大型全回转起重船的调横倾系统设计

论述大型全回转起重船调横倾系统的常规设计方法,发现常规全回转起重船调横倾系统设计中存在调载速率无法与吊机匀速回转过程产生的横向力矩变化速率相匹配的问题,并提出设置变频控制的防横倾系统用于控制调载速率,从而与吊机匀速回转过程产生的横向力矩变化速率相匹配。     

INTERING系统在火车渡船上的应用

就火车渡船的运行的安全性而言，船舶的抗横倾性能是一个十分重要的指标。它要保证在装车、卸车时，船体的横倾限止在2。以内，以确保渡船轨道与火车栈桥轨道对接安全可靠，确保渡船与汽车栈桥、旅客栈桥的安全可靠连接。为确保船舶在风力六级的海况下的安全航行，要求船舶在车辆装载结束后横倾不超过O．5。；减摇装置确保在恶劣海况下航行时，最大减摇效果不小于50％。鉴于此点，我国首制的“粤海铁1”号火车渡船装备了目前国际一流的INTERING公司制造的“抗横倾减摇系统”，本人有幸参与该系统的安装，调试及赴海南联调的全过程，由于该系统在国内船只上首次应用，并还将在“烟大线跨海渡船”等船只上应用，本文就对该系统原理，功能，操作作一简单介绍，以供参考，指正。     

精确船舶倾斜仪的制作

随着船舶向大型化发展,船舶尺度越来越大,大型船舶满载进出港时,船舶吃水往往会接近港口限制吃水。这就要求船舶保持平吃水并且没有横倾进出港口。船舶艏艉吃水可以根据吃水差图表或吃水差曲线等调整;船舶横倾一般通过观察船舶倾斜仪调整。目前船舶安装的普通倾斜仪,一般指示船舶横倾角的精度为1°,