基于参数横摇和纯稳性丧失衡准草案的船舶航行安全性研究

发布时间：2017-06-10 04:10

  本文关键词：基于参数横摇和纯稳性丧失衡准草案的船舶航行安全性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：稳性的研究一直以来都是船舶行业中一个非常重要而复杂的课题。它是确保船舶及各种海上浮体安全航行及作业的主要性能之一,同时也是船舶检验的重要内容之一。目前世界各国制定的船舶完整稳性规则都是基于船舶静力学理论和经验制定的。然而,近年来许多稳性事故的发生表明：即使船舶完全满足完整稳性规则的衡准要求,也不能绝对避免完整稳性失效事故的发生。另一方面,现在的稳性衡准对于波浪中稳性问题涉及很少。但是,实际上绝大多数稳性事故都是在波浪中发生的,如比较典型的C11集装箱船事故。因此,现有完整稳性衡准已经不能满足船舶发展的要求,制定新一代基于性能的完整稳性衡准迫在眉睫。参数横摇和纯稳性丧失是正在制定的第二代完整稳性衡准中稳性失效模式中的重要两种,对它们所提交的衡准草案的研究可以为第二代完整稳性衡准的最终建立提供依据,还能够为船舶的安全航行提供操作指导。 本文是基于参数横摇和纯稳性丧失衡准草案对船舶在波浪中的稳性进行研究,并结合算例给出了船舶在波浪中航行时的操船指导,以提高船舶在波浪中的航行安全性。主要内容包括： (1)船舶复原力臂计算及其变化规律的研究：根据升沉和纵倾两个方向上的瞬时静平衡条件确定船舶的姿态,采用基于Froude-Krylov假定的复原力公式计算出波浪中的复原力臂GZ,并简单分析了波浪中船舶复原力臂的变化规律; (2)参数横摇和纯稳性丧失准草案及其程序开发：依据波浪中船舶复原力臂的变化规律,分析了参数横摇和纯稳性丧失发生的原因；然后,运用简化的Ikade法计算船舶的横摇阻尼系数,采用多元线性回归法计算复原力系数,并根据参数横摇运动模型求解了参数横摇幅值；最后,运用动态链接库技术实现了Visual Basic和Matlab的混合编程,开发了相应的计算程序,实现了上述功能,并运用C11集装箱船对程序各项功能进行了验证； (3)船舶航行安全性研究：以辽宁省1号渔政船和3号渔政船为例,基于纯稳性丧失衡准草案计算了它们的稳性状况；以辽宁省1号渔政船为例研究了船舶迎浪中的参数横摇,并分析了横摇阻尼变化和装载工况变化对参数横摇的影响,依据结果绘制出船舶航行时参数横摇的可能发生区域,并结合发生区域图给出了船舶在波浪中实际航行时的操船指导,以提高船舶在波浪中的航行安全性。
【关键词】：第二代完整稳性衡准 参数横摇 纯稳性丧失 复原力臂 航行安全性
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U676.1;U661
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 论文的研究背景和意义10
• 1.2 第二代完整稳性衡准的发展历史10-14
• 1.2.1 船舶完整稳性衡准的发展历史10-12
• 1.2.2 第二代完整稳性衡准的发展历史12-14
• 1.3 参数横摇的研究现状14-16
• 1.4 纯稳性丧失的研究现状16
• 1.5 论文的主要研究内容16-18
• 2 复原力臂和横摇阻尼的计算18-31
• 2.1 非线性横摇18-19
• 2.2 波浪中船舶复原力的计算19-21
• 2.3 多元线性回归21-23
• 2.3.1 多元线性回归模型22
• 2.3.2 回归系数的确定22-23
• 2.4 Ikade法计算横摇阻尼23-31
• 2.4.1 摩擦阻尼B_F的计算23-24
• 2.4.2 兴波阻尼B_W的计算24
• 2.4.3 漩涡阻尼B_E的计算24-25
• 2.4.4 舭龙骨阻尼B_(BK)的计算25-26
• 2.4.5 升力阻尼B_L的计算26-27
• 2.4.6 阻尼系数的计算27-31
• 3 参数横摇和纯稳性丧失衡准草案及其程序开发31-59
• 3.1 波浪中船舶复原力臂的变化规律31-37
• 3.1.1 波浪中GZ变化规律的简单探讨31-36
• 3.1.2 波浪中复原力臂变化原因的简单介绍36-37
• 3.2 参数横摇37-39
• 3.3 参数横摇衡准草案39-43
• 3.3.1 第一层衡准39-40
• 3.3.2 第二层衡准40-43
• 3.4 纯稳性丧失43-44
• 3.5 纯稳性丧失衡准草案44-46
• 3.5.1 第一层衡准45-46
• 3.5.2 第二层衡准46
• 3.6 参数横摇和纯稳性丧失衡准草案计算程序的开发46-53
• 3.6.1 Visual Basic和MATLAB的混合编程46-48
• 3.6.2 程序的设计思路48-50
• 3.6.3 软件的实现50-53
• 3.7 参数横摇和纯稳性丧失衡准草案计算程序的验证53-59
• 3.7.1 复原力验证分析53-55
• 3.7.2 参数横摇相关数据的验证比较55-57
• 3.7.3 纯稳性丧失有关参数验证分析57-59
• 4 基于参数横摇和纯稳性丧失衡准草案的渔政船航行安全性分析59-82
• 4.1 参数横摇衡准草案计算59-65
• 4.1.1 第一层衡准计算59-60
• 4.1.2 第二层衡准计算60-65
• 4.2 纯稳性丧失衡准草案计算65-71
• 4.2.1 第一层衡准计算66-68
• 4.2.2 第二层衡准计算68-71
• 4.3 横摇阻尼对参数横摇的影响71-76
• 4.4 船舶装载工况对参数横摇的影响76-80
• 4.4.1 满载状态76-77
• 4.4.2 空载状态77-80
• 4.5 船舶的航行安全性分析80-82
• 5 结论和展望82-84
• 5.1 结论82-83
• 5.2 展望83-84
• 参考文献84-88
• 附录A 兴波阻尼的计算88-90
• 附录B 横摇幅值A的计算结果90-94
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况94-95
• 致谢95-96

【参考文献】

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本文编号：437394