作为船舶控制装置的水翼艇的适用性研究（英文）

Centrifugal forces are commonly created when ships turn, which may cause a ship to capsize in a critical situation. A mathematical model has been developed to optimize the stability coefficients for ship, with the aim to prevent capsizing and to increase ship maneuverability in high-speed water craft. This model can be used to develop algorithms for control system improvement. The mathematical model presented in this paper optimized the use of multipurpose hydrofoils to reduce heeling and the trimming moment, maintaining an upright ship's position and lessening the resistance via transverse force. Conventionally, the trimming and heeling of a ship are controlled using ballast water; however, under variable sea conditions it is sometimes difficult to control a ship's motion using ballast water. In this case, a hydrofoil would be more stable and maneuverable than a ballast tank controlled vessel. A movable hydrofoil could theoretically be adapted from moveable aerofoil technology. This study proves the merit of further investigation into this possibility.     

大型全回转起重船的调横倾系统设计

摘 要：作为大型全回转起重船,其回转起重作业时需要具备与起重能力相匹配的横向调载系统。全回转起重机所吊重物从船尾转向舷侧时,起重机和重物重心的变化导致其施加给船的力矩发生变化,从而使船产生横倾,如不采取相应措施,船会有发生倾覆的危险（反之亦然）。为平衡上述变化,需要快速向反方向调拨压载水,使船的横倾控制在安全范围之内。故对于该类船型而言,一套高效、快速、智能的调横倾系统至关重要。本文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的问题,并提出有效的解决途径。     

船舶压载水领域标准现状及发展分析

对国际海事组织《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》提出的压载水置换、压载水处理要求及其实施时间进行分析,介绍船舶压载水处理技术和产业现状.通过分析船舶压载水领域国际和国内标准现状,对我国船舶压载水领域标准化发展提出建议,为我国船舶压载水领域标准化工作提供参考.     

船舶压载水系统有限元仿真模型研究

利用有限元方法,基于流体力学基本原理建立了船舶压载水系统的仿真模型。压载水系统仿真模型包括管路子模块和稳性调节子模块。在管路模块中,利用有限元的方法将整个管路划分为有限个管元和节点,根据流体力学基本原理建立起总体管网的矩阵方程式,从而计算出整个管网中所有节点的压头值和每个管元中的流量值。在稳性调节模块中,利用小倾角公式,计算出船舶的稳性参数横倾角和纵倾角。在建立的仿真模型的基础上,实现了船舶压载水系统调节过程的仿真。仿真结果表明,建立的仿真模型可以实时反映出船舶压载水系统的调节过程。     

基于减摇鳍辅助回转的船舶操纵性能研究

基于MMG分离式建模思想,考虑作用在船体、螺旋桨、舵、鳍的水动力作用,建立双桨双舵船舶四自由度非线性数学运动模型,对某船模在静水中的回转性能进行仿真分析,将单独舵控制的仿真结果与船模试验结果进行了验证和分析,并对比了单独舵控制和舵、鳍联合控制下的回转性能,结果表明鳍参与控制回转时能明显缓解回转过程中的横倾。     

下水驳船调载阀门开关时间优化算法研究(英文)

利用下水驳船移运船舶产品是一种提高船厂修造船能力的有效方式.在船舶产品移运上驳过程中,要求驳船通过调节自身压载水舱水量使驳船始终保持与码头岸边齐平.在调载过程中,调节水舱阀门打开时间是影响驳船浮态的重要因素.本文通过对调载过程特征分析,并考虑产品上驳速度以及潮位变化等参数影响,建立了适当数学模型,分别采用惩罚函数法、网格法和模拟退火法进行求解.通过实例计算与结果分析比较,确定了合适的优化模型和对应解法,同时也证明了本文所述方法的正确性和实用性.     

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。     

用于船舶平衡的压载物分布和重量计算

散货船在不同货物舱装货时选择哪个压载舱来配平,在货物舱注入货物时候如何调节流量来保持船舶即时平衡,这些问题涉及到船舶的重心和稳心。本文依据力学平衡理论,选择出最优压载舱;依据船舶静态平衡理论和微积分算法,计算出装货过程中船舶变化的重心和稳心,以及船舶倾斜角度与装载货物的关系。当达到船舶允许的最大倾斜角后,操作者就必须给压载舱注入压载物以避免船舶过度倾斜。利用计算机控制阀门开度可以有效控制压载物的流量。     

Optimal ballast water exchange sequence design using symmetrical multitank strategy

The quality of the ballast water exchange scheme affects many aspects of a ship, including intact stability, structural strength, building and operational expenses, etc. This paper focuses on developing an optimization methodology for large-scale sequential ballast water exchange. The method of transversely symmetrical ballast water tanks being exchanged simultaneously is adopted, and the potentials of multiple tanks being exchanged at a time are explored. The mathematical model for the symmetrical ballast water exchange problem is built by minimizing the occurred maximum trims, maximum hull girder bending moments, and shearing forces as objectives, and the related safety assessment criteria as constraints. A multiobjective genetic algorithm with some operators specially designed for the problem is presented to obtain a set of approximate Pareto-optimal solutions for engineers to choose from. Finally, a real case study on the symmetrical ballast water exchange of a 176,000 DWT bulk carrier is conducted to illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

大型豪华邮轮压载系统管路仿真分析

以某大型豪华邮轮的压载系统为研究对象,基于CFD方法,利用Flowmaster建立一维管路模型,采用理论公式计算对比软件建模仿真的方法验证压载泵特性参数的准确性,同时在考虑阀门开度和压载舱相对高度等特殊节点参数选择的基础上分析邮轮压载系统压排水时的水力特性规律。仿真结果表明,采用CFD方法仿真分析邮轮压载系统管路布置是合理准确的,规定时间内系统的压排水量以及节点支路流量的变化规律能满足压载系统的布置要求。     

散装水泥船水泥滑移附加倾侧力臂分析

散装水泥的颗粒大小、堆装形式和休止角等与普通大宗散货（如煤、黄砂、砂石等）不同,其滑移特性对稳性存在不利影响。对散装水泥船的水泥滑移进行了研究,提出了滑移附加倾侧力臂计算方法,为保障内河散装水泥船的稳性安全提供了确实可行的方法。     

航行姿态对船底气层稳定性影响的数值研究

为揭示气泡船不同航行姿态下的气层稳定性,采用RANS方程与VOF模型相结合的方法,构建了大型平底气泡船粘性流场数值计算模型,并对该模型进行了验证。分析了航行横倾角、航行纵倾角对气泡船凹槽中气层形态及稳定性的影响,数值研究结果表明,凹槽深度与宽度之比为h/B时,存在一个临界横倾值arctan(h/B),当横倾角小于该值时可形成稳定的船底气层;横倾角大于该值时船底气层出现破碎现象,且横倾增加,破碎现象加重;较大的船体尾倾角会使气层发生破碎,对气层的稳定性不利,在航行过程中应尽量避免。     

压载水旋流预处理单元的优化设计与数值模拟

压载水管理公约 D2对压载水中颗粒物粒径范围及含量做出了明确规定。为满足此规定,水力旋流器逐步开始应用于船舶压载水处理系统中。为了提高水力旋流器的分离效率,通过改变水力旋流器的入口结构对水力旋流器进行优化,即将入口结构设计为阿基米德螺线形入口来增加流体转动速度,降低能量消耗,从而提高分离效率。应用 Fluent软件,结合雷诺应力模型（RSM）和混合多相流（Mixture）分析方法,对优化前、后的水力旋流器进行固-液两相流数值模拟。模拟内容包括水力旋流器内的速度分布、固相体积分数分布以及分离效率等。通过对比2种模型的模拟结果,说明优化的水力旋流器内部的流场速度以及分离效率均有一定的提高,达到了优化目的。     

深潜救生艇位姿控制系统研究

从硬件和软件两方面详细论述了深潜救生艇试验载体的位姿控制系统体系结构.针对深潜救生艇在对接过程中对倾角能力的特殊要求,引入压载水舱和泵阀系统进行纵横倾调节,通过控制泵、阀的开关时间控制试验载体纵横倾的大小,使试验载体的纵横倾能力分别达到了30°和15°.为了解决试验载体在大倾角定位过程中的推力分配问题,将控制器解算得到的力(矩)转移到随体坐标系下进行分析,简化了推力分配的复杂程度.最后通过水池试验验证了整个位姿控制系统的可行性和可靠性,并对系统有待完善的地方给出了一些改进建议.     

船舶压载水处理技术及处理系统方案研究

分析了当前各种压载水处理技术的原理,并从压载水处理技术、船舶自身特点以及在船安装等方面考虑,提出了船舶压载水处理系统选用须考虑事项,以期在选用压载水处理系统时提供参考。     

电解法处理船舶压载水的可行性研究

通过实验室模拟的一套电解装置处理系统,对电解海水法能否处理船舶压载水,以及电解海水法处理船舶压载水造成二次污染的一些争议进行了实验验证。探索了电解法处理船舶压载水的有效性和在船舶上实施的可行性。     

船舶压载水处理设备的研制现状与认证

控制压载水对海洋水域环境污染的核心措施之一是在船上增添压载水处理设备,单独或组合运用机械、物理、化学以及生物学过程,对压载水及沉淀物内的有害水生生物以及病原体进行去除、灭杀、无害化.文章通过典型实例介绍了目前国内外对船舶压载水的处理方法、压载水处理设备以及最新认证情况.     

浅谈钻井平台压载水的处理

本文介绍了船舶压载水的排放要求,压载水的危害、处理办法及钻井平台压载水系统。     

Analytical modelling of ship collision based on full-scale experiments

This paper presents a theoretical model allowing us to predict the consequences of ship–ship collision where large forces arise due to the sloshing in ship ballast tanks. The model considers the inertia forces of the moving bodies, the effects of the surrounding water, the elastic bending of the hull girder of the struck ship, the elasticity of the deformed ship structures and the sloshing effects in partially filled ballast tanks. The study focuses on external dynamics. Internal mechanics, presenting the collision force as a function of penetration, was obtained from experiments. The model was validated with two full-scale collision experiments, one with a significant sloshing effect and the other without it. The comparison of the calculations and the measurements revealed that the model predictions were in good agreement, as the errors at the maximum value of penetration were less than 10%.     

基于降低船舶EEDI指数的水力旋流器设计

为有效控制海洋环境的污染问题,减少国际航运业以及造船业对全球环境恶化以及气候变暖问题带来的影响,IMO正在积极推出包括新造船能效设计指数在内的一系列举措。本文在满足压载水排放要求的前提下,清除压载水中的含沙量以减少压载水的重量,既减少船舶总吨,减少能源消耗,达到节能效果。