自由液面对大倾角稳性的修正计算方法

本文提出了按最大倾斜力矩进行自由液面对大倾角稳性影响计算的修正方法.按静力学原理研制出准确计算液舱自由液面对复原力臂曲线影响的软件模块,对任意形状舱室可快速计算出任意横倾角下不同装载率时自由液面移动产生的倾斜力矩,从而求出液舱在任意横倾角下的最大自由液面力矩及其对应的装载率.通过与规范的近似计算法的比较,阐述了不同方法对不同液舱形状进行自由液面修正时的准确程度.借助对不同形状的规则舱形以及油船的各种实际液体舱形进行自由液面修正计算,验证了本文所提出的按最大自由液面力矩进行自由液面修正的合理性.     

基于NURBS表达的主船体虚拟分舱及舱容计算

在船体曲面、甲板面NURBS表达和内底内壳多面体表达,有效的平面与曲面求交算法和几何特性计算方法基础上,给出了任意形状舱室的舱容计算方法.根据围闭舱室的几何元素(舱壁、甲板、船体曲面或内底和内壳)不同,将舱室分为12种基本形状,只需要船体曲面的型值信息、舱壁位置或折点信息以及内底和内壳的折点位置信息,即可进行参数化虚拟分舱和舱容计算,避免繁琐的舱室型值信息的人工输入,减少人工工作量,提高工作效率.该方法可以计算任意液面包括任意倾斜液面下的舱容,计算结果精确,方法简洁,为船舶3D参数化设计奠定基础.     

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.     

对VLCC舱室形状描述和自由液面修正的若干考虑

本文仅就ＶＬＣＣ破损稳性计算中有关舱室形状描述和自由液面修正诸问题，简单介绍一种简便、准确描述舱室形状、计算舱室要素和通过计算自由液面移动力矩进行自由液面修正的方法，它对简化ＶＬＣＣ稳性计算、提高计算精度，具有一定的实用价值。     

自由液面对大倾角稳性的效应

当液体舱内存在自由液面时,随着船的横倾,将引起舱内液体流动,从而减小了船的复原力矩,此即自由液面对大倾角稳性的效应。本文系以静力学的方法,对自由液面效应的计算方法作了初步探讨,并提出了供计算用的图谱。在计算方法和图谱的拟定中,曾作了一系列的假定,因而所得结果是近似的。假定液舱有纵隔舱壁,甲板无梁拱,船舱外侧可近似地以折线代替,因而船舱剖面是一四边形。通过对一系列四边形的计算,绘制出宽、深各为单位长度的液舱,在不同液面高度和不同倾角时舱内液体重心变化值的图谱。以此图谱经插入及换算即可得到液体舱自由液面效应对大倾角稳性的修正值。     

船体及破损舱与任意水线的交点处理

船体静力学性能需要大量计算任意浮态下船体及破舱的水下几何要素。这些几何特性的计算，最后可归结为，船体(包括破舱)与任意浮态下的水线面求交之后，求由船体与水线面所围封闭空间几何体的几何特性。求水线下的船体与破舱的几何特性的关键问题，就是水线与一组船体横剖面及破舱的横剖面之间的线线求交。结合实际应用情况，对所有可能的交点分布形式进行了补充与完善．使得船体和破舱与水线求交统一为一个过程，要素计算统一为一个过程，具有较大的工程意义。     

船体破损后非正浮条件下波浪载荷的计算方法

在船舶不沉性理论的基础上，采用符拉索夫法分析了不同破舱组合下的船体浮态参数。然后采用线性切片理论，计及水线以下破损后船舶由于舱室进水产生的横倾角与纵倾角的影响，利用多极展开法求解非对称剖面的二维辐射和绕射流场。计算了破损船体非正浮状态条件下的波浪载荷。在一定假定条件下，将切片法计算的波浪载荷同静置法计算结果进行了比较，分析了船体破损后的载荷变化。     

船舶破舱状态浮态的时域计算分析

基于准静态计算法,开发时域数值模拟计算程序,对船舶确定性破舱的浸水过程以及从舱室进水开始到浸水量稳定时刻再到船体停止横摇趋于稳定的时域内船体浮态进行分析,旨在弥补以往的破舱稳性计算和研究无法表现船舶横摇中浮态随时间变化的缺憾.并将这一计算模型用于3 100 TEU集装箱船某一破损条件下的确定性破舱稳性时域计算,得到结果经过对比分析证明具有较高合理性.基于计算结果,对破口长度对破损后的横摇过程的影响进行归纳.     

自由液面对稳性的影响与修正计算

自由液面对船舶稳性的影响一直为驾驶员所关注。由于自由液面倾侧力矩计算模型的选择，使得不规则舱的表册值有一定的误差。文章分析了误差产生的原因，提出在船舶稳性修正时要充分考虑不规则舱影响的建议。     

破损单体复合船运动与载荷预报方法研究

论文主要探讨了单体复合船型破损后的浮态稳性变化、破损舱室液舱晃荡效应等因素对破损后单体复合船型运动和波浪载荷的影响。采用面元法求解液舱晃荡运动的附加质量,分析液舱内流体晃荡运动的共振现象以及流体粘性阻尼系数对液舱晃荡载荷的影响;推导了破损后非正浮状态下船体质量力和静水恢复力公式,使用三维势流理论求解发生的船体运动和破损舱室内液舱晃荡运动的流体载荷,建立破损后船舶运动方程并求解,研究破损后浮态、稳性以及液舱晃荡效应对六自由度运动和波浪载荷的影响。研究表明,破损后浮态、稳性、液舱晃荡等对单体复合船运动及波浪载荷均会产生影响。     

液货舱自由液面修正

探讨了国际海事组织(IMO)完整稳性规则自由液面修正条款对满载液货舱的适用性,提出了液货舱自由液面修正建议。     

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.     

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。     

基于NURBS的船体曲面切割和排板技术的探讨

船体曲线和曲面的分割与曲面排板是船舶计算机辅助设计与制造中的一项关键技术。本文使用一种新的算法实现了船体NURBS曲面的切割以及外板曲面的生成,并对某集装箱船的船体曲面和船体某外板曲面进行了计算,验证了该算法的正确性和可行性。     

Broaching probability for a ship in irregular stern-quartering waves: theoretical prediction and experimental validation

To avoid stability failure due to the broaching associated with surf riding, the International Maritime Organization (IMO) has begun to develop multilayered intact stability criteria. A theoretical model using deterministic ship dynamics and stochastic wave theory is a candidate for the highest layer of this scheme. To complete the project, experimental validation of the theoretical method for estimating broaching probability in irregular waves is indispensable. We therefore conducted free-running model experiments using a typical twin-propeller and twin-rudder ship in irregular waves. A simulation model of coupled surge–sway–yaw–roll motion was simultaneously refined. The broaching probability calculated by the theoretical method was within the 95 % confidence interval of that obtained from the experimental data. This could be an example of experimental validation of the theoretical method for estimating the broaching probability when a ship meets a wave.     

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.