降低总纵弯矩的散货船分舱优化设计技术研究

梳理了降低总纵弯矩的散货船分舱优化流程。以中船重工船舶设计研究中心有限公司开发设计、山海关船舶重工有限责任公司建造的93 000 DWT散货船作为母型船,进行目标船货舱区分舱方案设计,通过参数化建模,快速建立22种分舱方案。针对每种分舱方案,合理的确定空船重量分布,根据规范要求和船东需求,确定典型装载工况。输出每个载况完整状态和单个货舱破损状态的弯矩剪力信息,统计和比较每种分舱方案的弯矩剪力极值,综合考虑其他性能指标,选定最优方案。通过中垂弯矩的有效控制,避免了弯矩剪力增加引起相关构件尺寸的增大,造成空船重量不必要的额外增加,为适当削减部分构件的尺寸提供条件,为降低空船重量奠定基础。     

散货船的货舱分舱布置对总纵弯矩的影响研究

货船的货舱分舱往往决定了船体梁静水弯矩的大小,而合理的分舱能降低船体梁的静水弯矩,从而减轻船体结构的重量。以某61 000吨级散货船为研究对象,通过对完整和破舱工况下的静水弯矩进行比对,找出各舱货物质量变化对静水弯矩影响的规律,从而判断如何分舱可以降低船体梁静水弯矩。试验结果表明:这种方法是可行的,新方案下船体梁静水弯矩相比初始降低了约8%。     

散货船破舱稳性计算研究及软件实现

阐述近年来航运业面临的散货船海损事故,根据SOLAS修正案"散货船的安全措施"及"货船分舱和破舱稳性"的条款的要求,对船舶分舱及破舱稳性的计算方法进行研究。利用Visual Basic编制了破舱稳性计算软件,并介绍了其功能。     

散货船“最后分舱装载”的一种计算方法

散货船在装卸货物时,由于码头前沿水深的限制,常需控制船舶装载后的平均吃水及艏艉吃水差.为此,散货船装货到最后阶段,需预留部分货物,通过合理分配这部分货物的装舱位置,使船舶吃水及吃水差达到预定的值.分析比较目前船舶上通常使用的分配这部分货物的计算方法,提出利用各货舱的“加载100t艏艉吃水变化表”快速计算“最后分舱装载”的方法.实践证明,该计算方法比较简单,且能使散货船的最后分舱装载达到精准控制平均吃水和艏尾吃水差的目的,值得散货船装载时参考使用.     

基于遗传算法的舰船破舱浮态调整措施优化研究

为使海上受损舰船得到良好的扶正效果,对若干压载水舱注入水或排出水,使舰船具有良好的浮态与稳性,这对于提高舰船的安全性和战斗力具有极其重要的意义。本文根据海上舰船的实际破损情况,研究了基于遗传算法(GA)的破损进水舰船的优化扶正措施方案的计算方法;采用符号编码的方式,在GA算法中,通过在进化的不同阶段,设置自适应的交叉及变异概率,提高进化速度,便于找到全局最优解,并编程实现,结果表明遗传算法对于舰船破舱进水的扶正优化是有效的。通过对实船破舱扶正措施的优化并与传统方法的优化结果对比,证明了用GA优化破损舰船扶正措施的先进性和工程实用性。     

基于组合算法的VLCC货舱区综合分舱优化

以VLCC为研究对象,提出一种利用货舱区结构和货油总质量分布曲线综合考虑横舱壁位置、内壳形状和布置型式的货舱区的分舱优化方法。在船舶主尺度确定的情况下,选取横舱壁移动距离和货油质量分布曲线控制点坐标为设计变量,以计算工况中的最大静水弯矩值最小为目标,建立优化数学模型。使用遗传算法与模矢搜索法相结合的组合算法对目标函数进行优化。以某30万吨VLCC实船为例,分析该船在6对压载舱型式和中压载舱型式下对应的最大静水弯矩。结果表明,该方法能有效降低静水弯矩,可为设计人员快速、合理地改进原分舱方案提供借鉴。     

船舶舱群配载优化算法研究

为了解决现有船舶舱群配载优化算法翻箱次数多、装卸效率低的难题,提出船舶舱群配载优化算法研究。根据船舶运输相关规定对舱群配载参数进行选择,以此为基础构建船舶舱群配载优化模型,以构建的船舶舱群配载优化模型为工具,通过遗传算法得到舱群配载方案并对其进行编码,依据编码结果采用贪婪算法对舱群配载最优方案进行选择,从而实现了船舶舱群配载的优化。通过仿真对比实验得到,与现有的船舶舱群配载优化算法相比较,提出的船舶舱群配载优化算法极大地降低了翻箱次数,提高了装卸效率,充分说明提出的船舶舱群配载优化算法具备更好的性能。     

散货船满足〈国际海上人命安全公约〉破舱稳性要求的改造措施

以３条散货船为例,按照《国际海上人命安全公约》（ＳＯＬＡＳ）修正案“散货船的安全措施”及“货船分舱和破舱稳性”的各项条款的要求,计算并校核了第一货舱破损进水后的平衡状态和船舶分舱指数,分析了不满足要求的原因,探讨了具体的改造措施。     

超大型油船压载水舱分舱的优化研究

通过对国际船级社协会（IACS）URS11规范和其最新建议案的研究,结合已有VLCC船压载水舱分舱布置型式的分析,提出一种符合URS11最新要求的VLCC压载水舱分舱的优化方案,以达到降低船体设计最大中拱静水弯矩的目的。     

基于概率破损稳性的集装箱船优化分舱研究

对于支线型集装箱船来说,最终的装载能力往往取决于破损稳性,合理的分舱是提高分舱指数的有效手段。以某2500TEU集装箱船为例,首先对该船的原始模型进行简化并做鲁棒性分析,之后根据SOLAS 2009,借助国际通用软件工具生成大量分舱方案,通过对大量计算结果进行变量的敏感度分析,得出了水密横舱壁的数量及位置、边舱的宽度、二甲板及双层底的高度、压载舱的型式对分舱指数的影响。为设计者进行同类船的前期研发设计提供借鉴。     

基于遗传算法的VLCC货油舱分舱优化

探讨以减小静水弯矩为目标的超大型油船分舱优化方法。建立以横舱壁位置为参变量的参数化分舱模型,编程实现典型工况配载计算;建立基于遗传算法的优化模型,实现在主尺度、船型和货油舱区域总长确定的情况下,以最小静水弯矩为优化目标的货油舱横舱壁位置优化。实际应用结果表明,该方法能快速高效地找到满足强制规范要求的静水弯矩最优的分舱方案。     

A risk-based first-principles approach to assessing green seas loading on the hatch covers of bulk carriers in extreme weather conditions

This paper aims to present and explain the work undertaken at the SSRC on the Safety of Bulk Carriers in extreme weather conditions over the past 3 years, to draw conclusions deriving there from, concerning key influencing design, operational and environmental parameters and to offer recommendations regarding the rule development process and on the way forward considering research, development and implementation to ship design and operation with the view to improving the safety of these ships cost-effectively. In severe storms, hatch covers of low freeboard vessels such as bulk carriers are the first-line of protection against flooding. Present methods of hatch covers design are still empirical because impact loads due to green seas and structural behaviour due to this type of loads have not been examined, hence not known accurately. The loading due to green seas is implicitly non-linear and, as model test results demonstrated, bulk carriers in extreme conditions are exposed to significant loads, which in some cases exceed current design standards. Since the consequences of hatch cover failure are potentially catastrophic, the risk of this happening should be quantified in probabilistic terms as required by modern safety standards. To this end, the paper aims to propose and implement a methodology for estimating probabilities of deck wetness and impact loads due to green seas as a function of key design and operational parameters.     

A trial application of FSA methodology to the hatchway watertight integrity of bulk carriers

Formal safety assessment (FSA) is a formal, structured and systematic methodology, aimed at enhancing maritime safety, including protection of life, property and marine environment, by using risk and cost–benefit assessments. For the application of this methodology to the rule-making process, the International Maritime Organization (IMO) presented the Interim Guidelines, which describe procedures of FSA and inputs/outputs of each procedure in detail. This paper basically deals with an application of FSA methodology according to the IMO's Interim Guidelines to the hatchway watertight integrity of bulk carriers, which was carried out as a cooperative research between Korean Register of Shipping and Seoul National University. As results of this application study, 18 hazards are identified and 32 risk control measures are devised to reduce the associated risks. Potential risks, costs and benefits when some Risk Control Options are introduced are evaluated in monetary unit of US $. Finally, some discussions and recommendations based on experiences are also given for both future work and better application of this FSA methodology to the rule-making process.     

嵌岩桩的碰桩验算及调整优化

为有效降低水运工程嵌岩桩设计和施工风险,降低工程造价,基于绘图验算法可以有效确定桩长,结合基于编程的公式验算法可以有效考虑桩顶允许偏差、纵轴线倾斜度偏差和扭角偏差,并求出最短净距及相应的点坐标,从而满足嵌岩桩碰桩验算及调整优化的设计和施工需求,为同类工程计算提供了依据。     

散货船关键节点结构建造的监控方法及优化

造船精度的提高对散货船关键节点的结构监控提出了更高的要求,对关键节点结构监控使用的模板和检验线的方法引入理论间隙和容许误差的数学概念,综合考虑现场监控的可行性,提出优化方法,可提高监控的精度和效率,为船厂对关键节点的自我监控和现场检验提供参考。