船舶波浪稳性的数学模型及在滚装船上的应用

发布时间：2017-05-21 10:06

  本文关键词：船舶波浪稳性的数学模型及在滚装船上的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 船舶在波浪中的稳性问题是海上运输生产安全性的重要方面，也是长期以来IMO和所有航运大国讨论和致力解决的重要技术问题。在2000年第七届“国际稳性会议”上，许多船长提出：“目前，80％～90％的船舶稳性事故是由人为因素造成的，而导致人为事故的主要原因在于，船舶驾驶人员对船舶在波浪中的稳性变化缺乏全面的认识。滚装船作为一种新兴船舶，其在波浪中的稳性问题更为突出。特别是二十世纪末，几起滚装船恶性海难事故的发生，更引起了人们对滚装船稳性问题的广泛关注。 现行的稳性规范在保障船舶航行安全方面，，发挥了巨大的作用，但并非尽善尽美，尤其是其中对滚装船的稳性衡准方法，还有待进一步完善。随着近年来我国滚装运输行业的迅猛发展，建立针对滚装船稳性问题的专门技术标准和法律规范，已经成为我国海事主管当局亟待解决的问题之一。 本文在介绍了滚装船及国内外滚装运输的基本情况和IMO对滚装船舶稳性规定的基础上，提出并讨论了研究滚装船波浪稳性问题的必要性和迫切性。详细介绍了现行的稳性规范，对现行的滚装船稳性衡准方法的局限性进行了分析。在比较、分析国内外有关船舶波浪稳性的研究成果的基础上，运用理论力学、流体力学、高等数学、空间解析几何的基本原理和船舶原理、船舶耐波性、船舶抗沉性、势流理论的专业理论知识，提出了计算船舶波浪稳性的数学模型，并针对客滚船在波浪中的稳性变化进行了定量的计算和分析。文中选取的滚装客船船型是在渤海海峡滚装运输生产中最为常见的类型。在文中的应用部分，作者运用理论计算结果，对“大舜”号客滚船的倾覆原因进行了探讨，并且结合我国滚装运输生产的实际情况，对我国海事当局今后完善滚装船的稳性规范、加强滚装运输的安全管理应考虑的问题提出了建议。
【关键词】：滚装船 波浪稳性 稳性高度 垂荡
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：U661.32
【目录】：

• 中文摘要6-7
• 英文摘要7-8
• 第1章 绪论——船舶在波浪中的稳性问题8-16
• 1．1 国际上关于船舶波浪稳性问题的研究8-9
• 1．2 滚装船的稳性问题9-16
• 1．2．1 滚装船的定义和发展历史9-11
• 1．2．2 有关滚装船的海难事故11-12
• 1．2．3 滚装船的结构和稳性特点12-16
• 第2章 现行的稳性衡准16-31
• 2．1 中国船级社（CCS）推荐采用的稳性衡准16-22
• 2．1．1 最小倾覆力臂／l_q的计算16-17
• 2．1．2 风压倾侧力臂／l_f的计算17-18
• 2．1．3 横摇角θ_1的计算18-20
• 2．1．4 自由液面的修正20-22
• 2．2 IMO推荐采用的稳性衡准（也称为气象衡准）22-26
• 2．2．1 力臂／l_（w1）和l_（w2）的计算23
• 2．2．2 横摇角θ_1的计算23-25
• 2．2．3 船柜中液体的自由液面影响25-26
• 2．3 临界稳性高度曲线（许用极限重心高度）26-27
• 2．4 国际上有关滚装船稳性的特别规定27-28
• 2．4．1 提高破舱稳性的A／A_（max）值的规定27
• 2．4．2 车辆甲板浸深的建议案27-28
• 2．4．3 关于破舱稳性的议案28
• 2．5 现行稳性衡准方法的局限性28-31
• 2．5．1 现行稳性衡准在实际生产中的使用情况28-29
• 2．5．2 现行稳性衡准在理论上的不完备性29
• 2．5．3 现行稳性衡准进一步完善的方向29-30
• 2．5．4 船舶波浪稳性研究的对象和重点30-31
• 第3章 船舶波浪稳性的数学模型31-52
• 3．1 坐标系的选取及船舶在波浪中的运动31-34
• 3．1．1 船舶坐标系选取31-32
• 3．1．2 船舶在波浪中的运动及简化32-34
• 3．2 波浪的模型34-35
• 3．2．1 船舶随浪稳性的特点34-35
• 3．2．2 波浪方程35
• 3．3 横摇和垂荡运动对船舶稳性的影响35-41
• 3．3．1 浮心高度在波浪中的变化36-38
• 3．3．2 波浪中船舶稳心半径的变化38
• 3．3．3 船舶相对于静水面垂荡值的计算38-41
• 3．4 纵摇运动对船舶稳性的影响41-47
• 3．4．1 波浪方程和船舶浮态表示42-43
• 3．4．2 船舶静力学方法的推广43-45
• 3．4．3 波浪中稳性高度（GM_w）的计算45-47
• 3．5 船舶在具有横摇、纵摇和垂荡运动时的稳性47-52
• 3．5．1 条件及假设48-49
• 3．5．2 稳性高度改变量的理论计算49-51
• 3．5．3 稳性高度变化的数值仿真结果51-52
• 第4章 滚装客船的波浪稳性问题研究52-64
• 4．1 计算中采用的滚装船船型52
• 4．2 船舶波浪稳性数学模型的计算机实现52-58
• 4．2．1 船舶波浪稳性计算系统的程序设计53-54
• 4．2．2 计算程序的界面54-56
• 4．2．3 计算程序的流程图56-58
• 4．3 计算实例58-64
• 4．3．1 “长兴岛”号客滚船的概要介绍58
• 4．3．2 “长兴岛”号客滚船波浪稳性的计算结果58-64
• 第5章 滚装船航行安全的讨论和建议64-72
• 5．1 “大舜”号海难事故的分析64-67
• 5．1．1 “大舜”号的基本情况64-65
• 5．1．2 从“大舜”号最后5．5h看影响稳性最大的几个环节65-66
• 5．1．3 对“11．24”海难事故的分析66-67
• 5．2 对提高滚装客船安全的建议67-72
• 5．2．1 对现行稳性规范的建议67-68
• 5．2．2 对抗风等级的规定应作适当的修正68-69
• 5．2．3 合理解决配载问题69-70
• 5．2．4 对开航前调整GM值的建议70
• 5．2．5 加强对船上任职人员的培训70-71
• 5．2．6 建立船、岸决策支持系统71-72
• 第6章 结论72-74
• 攻读学位期间公开发表的论文74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-80

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘宪庆;气浮筒型基础拖航稳性和动力响应研究[D];天津大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 黄武刚;船舶在波浪中航行时稳性研究及危险性分析[D];大连理工大学;2010年

2 张文玲;渤海海域关键区域船舶航行安全分析[D];大连海事大学;2011年

3 孙斌;波浪作用下玻璃钢浮标水动力特性的数值研究[D];长沙理工大学;2011年

4 李昕;渤海湾客滚船航行安全评价——启航安全评价的研究[D];大连海事大学;2003年

5 郑飞鹏;规则波浪中回转式起重船的稳性研究[D];大连海事大学;2007年

6 杨丹;多挂靠港的商品车滚装船配载优化[D];大连海事大学;2012年

7 续珍立;仿古帆船型制及静水与波浪稳性计算研究[D];武汉理工大学;2012年

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本文编号：383308