第二代完整稳性衡准的验证与改进研究

国际海事组织正在研究制定第二代完整稳性衡准,根据已经提出的参数横摇和纯稳性丧失的第一层薄弱性衡准建议方案,对我国5艘客滚船、5艘集装箱船、5艘油船和5艘散货船进行实船验证,对第一层薄弱性衡准的建议方案的适用性和合理性,提出必要的改进意见和建议,以完善新的国际完整稳性衡准规则。     

基于IMO第二代完整稳性的养殖工船稳性

深远海可移动养殖工船是一种新型船型,目前国内尚未针对其稳性指标给出明确的规范。为此,选取几种具有代表性的样船,基于国际海事组织（IMO）第二代完整稳性衡准对其改装成养殖工船之后的稳性衡准进行计算,分析主尺度和船型系数等因素与第二代完成稳性衡准的关系,以对养殖工船在极端海况下稳性安全的设计提供参考。     

随浪中纯稳性丧失直接评估方法研究

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,文章构建了纵荡-横摇2自由度运动耦合的数学模型,进行了随浪中纯稳性丧失直接评估。该方法首先在纵荡方程中考虑了随航速变化螺旋桨推力和静水阻力,及随瞬时船—波相对位置变化的时域纵荡波浪力。其次在横摇方程中基于Froude假设采用静平衡法求解随瞬时船—波相对位置和横倾角变化的时域复原力变化,同时考虑了初始横倾、非线性横摇阻尼和横倾水动力导数的影响,构建了纵荡—横摇2自由度耦合运动方程。最后采用ONR内倾船开展了随浪规则波中纯稳性丧失试验,验证了文中提出纵荡-横摇2自由度运动耦合的数学模型的可靠性,并进一步分析了初始横倾角、纵荡和横倾水动力导数对纯稳性丧失的影响,为纯稳性丧失直接稳性评估衡准的应用奠定了基础。     

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.     

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。     

参数横摇薄弱性衡准研究

鉴于国际海事组织（IMO）第二代完整稳性衡准工作组正在制定参数横摇薄弱性衡准。文章首先编制了参数横摇第一层和第二层薄弱性衡准的计算程序,其中采用解析稳态解法求解横摇响应,并给出了衡准中关键参数即波浪中稳性高变化的计算方法;其次以国际标模 C11集装箱为例详细分析了参数横摇衡准的计算过程,同时分析了横摇阻尼对计算结果的影响;最后通过与试验结果的比较,验证了衡准方法的一致性及程序的可靠性。     

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。     

参数横摇薄弱性衡准评估软件的开发与应用

目前国际海事组织(IMO)正在制定包括参数横摇在内的第二代完整稳性衡准。基于工信部高新技术船舶项目"船舶第二代完整稳性衡准技术研究",根据IMO船舶建造与设计委员会第2次会议中提出的参数横摇薄弱性衡准提案,首先采用静平衡法处理波浪中不同横倾角时的升沉和纵倾问题;然后对瞬时湿表面进行压力积分求解稳性的变化,同时利用Fortran工具开发了参数横摇薄弱性衡准计算源代码,利用Ajax技术开发了评估软件操作界面;最后利用实船验证该评估软件的可行性,为第二代完整稳性评估软件的推广奠定基础。     

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。     

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.     

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。     

青海省黄河通航水域旅游船的完整稳性评估与改进

为校验青海省黄河通航水域旅游船在遭受恶劣气象下的完整稳性,通过实地调研选择5艘代表船型,在Compass软件平台下,开展完整稳性的评估工作。针对完整稳性不足的船舶,提出改进方案,为类似旅游船的航行安全提供借鉴。     

国内第二代完整稳性衡准研究主要成果和重点发展方向

  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。     

船舶力控减摇鳍模糊控制器设计及稳定性分析

建立了船舶力控减摇鳍控制系统的T-S(Takagi-Sugeno)模糊模型.根据输入采用标准模糊分划的模糊控制系统的定义和性质,通过构建分段光滑的Lyapunov函数提出了一个新的判定闭环T-S模糊控制系统稳定性的充分条件.该方法只需在各最大交叠规则组内分别寻找公共的正定矩阵,减小了以往稳定性判定方法的保守性和难度.在此基础上利用并行分布补偿(PDC)原理,进一步探讨了T-S模糊控制器的系统化设计方法,并具体设计了一种船舶力控减摇鳍的模糊控制器.计算机仿真结果验证了本文模糊控制器设计方法的有效性.     

基于Kriging模型的船舶典型双层底板架强度和稳定性全局敏度分析

基于Kriging近似技术分别构造具有5根、7根龙骨的双层底板架结构强度和稳定性计算代理模型,利用Sobol＇进行双层底板架结构各设计参数对板架强度和稳定性响应指标的全局敏度分析.分析结果表明：对于强度响应,板架尺度及布置参数、构件尺寸参数均对其存在较大的影响;而对于稳定性响应,板架尺度及布置参数对其敏感程度较高,构件尺寸参数对其影响较为有限.     

600t/h移动式悬链斗卸船机结构设计及其稳定性分析

悬链式链斗卸船机用于卸载煤炭、矿石砂料、水泥等大宗散装物料.设计了一种可沿港口码头前后移动的自行走移动式悬链斗卸船机,并针对台风期风速大的情况进行稳定性分析,解决了传统固定式悬链斗卸船机仅适用于水位差变化小且水域较宽港口的问题.