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船舶力学 2018年第3期22卷 287-295页

作者：顾民储纪龙韩阳鲁江中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 江苏省绿色船舶技术重点实验室江苏无锡214082

目前国际海事组织(IMO)正在制定的第二代完整稳性衡准,其中就包括骑浪/横甩薄弱性衡准。文章首先介绍了最新骑浪/横甩薄弱性衡准方法,应用自编的衡准软件进行样船计算,分析了当前衡准的适用性。其次,开展了内倾船型在随浪和尾斜浪中的骑... 详细信息

目前国际海事组织(IMO)正在制定的第二代完整稳性衡准,其中就包括骑浪/横甩薄弱性衡准。文章首先介绍了最新骑浪/横甩薄弱性衡准方法,应用自编的衡准软件进行样船计算,分析了当前衡准的适用性。其次,开展了内倾船型在随浪和尾斜浪中的骑浪/横甩试验,试验中获得了四种与骑浪/横甩相关的运动特性:周期运动、稳定骑浪、横甩和横甩导致的倾覆,而且在某波浪条件下观察到船舶连续发生三次横甩的现象。最后,将内倾船型的骑浪/横甩薄弱性衡准计算结果与试验结果进行对比,验证了衡准方法对于内倾船型的适用性。

关键词：第二代完整稳性衡准骑浪横甩模型试验

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船型变化对瘫船稳性薄弱性衡准的影响分析

船型变化对瘫船稳性薄弱性衡准的影响分析

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作者：陈蓉琳大连理工大学

学位级别：硕士

随着全球物流沟通往来愈发密切以及对海洋探索的深入,水上运输工具的重要性十分突出,但在大力发展船舶行业的同时,也出现了许多无法预料的安全事故。海上生命以及财产安全需要得到保障,发生在船舶上的任何事故都将带来严重的损失,但由... 详细信息

随着全球物流沟通往来愈发密切以及对海洋探索的深入,水上运输工具的重要性十分突出,但在大力发展船舶行业的同时,也出现了许多无法预料的安全事故。海上生命以及财产安全需要得到保障,发生在船舶上的任何事故都将带来严重的损失,但由于科学发展的限制,过往对于船舶稳性的限制是基于对失事或正常运行船舶数据资料统计而总结的经验公式,随着对船舶多自由度耦合运动的深入研究以及现代水动力学的蓬勃发展,为确保航行安全,国际海事组织提出了第二代完整稳性薄弱性衡准的制定工作,把船舶的失效模式细分成了五大类,并就每种类型选择相应的满足安全条件的衡准指标及界定值。如今,衡准的制定已进入试运行和意见收集阶段,将对船舶建造和贸易沟通带来新的挑战与机遇。本文针对瘫船稳性这一失效模式进行分析,探讨船体型线的变化对瘫船稳性薄弱性衡准第一层与第二层的影响趋势,主要内容如下所示:(1)总结瘫船稳性薄弱性衡准的发展过程,梳理其物理背景与计算流程,对其中所需的船舶与环境条件的参数进行介绍。(2)选取4种类型共5艘母型船作为计算样船,并根据各船的型线特点运用CAESES软件进行船舶的全参数化建模,选取横剖面面积曲线、设计水线半宽曲线以及平边线作为型线变化的特征参数曲线,选择性地改变曲线在船前和船后各剖面处的值、最大值以及最大值对应剖面位置,对于设计水线半宽曲线还进行了型深方向上整体高度的变化,各变形选取四种比例,共生成168种新船型。(3)对包括母型在内的173条船舶进行瘫船稳性薄弱性衡准的计算,总结和分析特征参数曲线变化引起的船体型线改变对瘫船稳性衡准第一层与第二层的影响趋势以及两者之间的一致性,对第二层中复原力臂曲线形状以及变化形式和船舶自摇周期对短期失效指数以及长期倾覆概率的影响进行分析。(4)对瘫船稳性薄弱性衡准校核结果对参数曲线及其变形方式的影响进行敏感度的排序,为改善船舶瘫船稳性薄弱性给出型线优化方向。

关键词：第二代完整稳性衡准薄弱性衡准瘫船稳性船型变化全参数化建模

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船型参数对瘫船稳性薄弱性衡准的影响

船型参数对瘫船稳性薄弱性衡准的影响

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作者：李勇大连理工大学

学位级别：硕士

近年来船舶倾覆事故时有发生,造成了严重的经济损失和人员伤亡!现行的完整稳性衡准难以保证现代化船舶在复杂海况条件下的航行安全。因此,国际海事组织开启了第二代完整稳性衡准的制定工作,新衡准包含五种稳性失效模式,充分考虑了船舶... 详细信息

近年来船舶倾覆事故时有发生,造成了严重的经济损失和人员伤亡!现行的完整稳性衡准难以保证现代化船舶在复杂海况条件下的航行安全。因此,国际海事组织开启了第二代完整稳性衡准的制定工作,新衡准包含五种稳性失效模式,充分考虑了船舶在波浪中航行时的倾覆现象和倾覆风险,能够有效的保证船舶航行安全。本文以瘫船稳性失效模式为研究方向,探讨船型参数变化对其薄弱性衡准和船型设计的影响,主要工作内容如下:(1)研究近年来瘫船稳性薄弱性衡准草案的发展动态,并对其计算原理和方法进行总结梳理。(2)选择我国设计建造的渔船、渔政船、集装箱船和客滚船共计5艘船型作为母型船,使用CAESES软件进行船型变换,得到用于瘫船稳性薄弱性计算的126艘新船型。(3)基于样船计算结果,对影响船舶瘫船稳性薄弱性的船型参数(舭龙骨面积、进水角、垂线间长、型宽、型深、方形系数和浮心纵向位置)和载况影响因素(重心高度、吃水)进行计算评估,分析船型参数变化对瘫船稳性层衡准薄弱性的影响规律。(4)根据计算结果,得到船型参数对瘫船稳性薄弱性第一层和第二层的敏感性排序,并提出改善船舶瘫船稳性薄弱性的措施和建议,为新船型的设计提供技术参考。

关键词：第二代完整稳性衡准瘫船稳性薄弱性衡准船型变换安全建议

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基于第二代完整稳性的集装箱船稳性研究

基于第二代完整稳性的集装箱船稳性研究

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作者：方莉大连海事大学

学位级别：硕士

近年来,随着船舶行业的快速发展,集装箱船因其成本低而效率高的优势受到海洋运输业的广泛青睐,成为船舶运输中的重要组成部分。集装箱船拥有甲板上装载大量集装箱的载货特点,重心较高,KMT值较之一般船型大,因此,集装箱船在航行过程中的... 详细信息

近年来,随着船舶行业的快速发展,集装箱船因其成本低而效率高的优势受到海洋运输业的广泛青睐,成为船舶运输中的重要组成部分。集装箱船拥有甲板上装载大量集装箱的载货特点,重心较高,KMT值较之一般船型大,因此,集装箱船在航行过程中的安全性能也逐渐被世界各国关注起来。船舶的稳性研究是船舶安全航行最重要的性能之一,它是船舶安全航行的基本保障,也是船舶检验的最主要内容之一。目前现阶段对稳性的研究主要都是船舶在静水中的稳性研究,但是,由于实际上船舶经常会在波浪中航行,因此,制定新一代完整稳性衡准迫在眉睫。因此,对参数横摇和纯稳性丧失的研究是非常有必要的。本文主要是对集装箱船的稳性进行研究,主要内容包括以下几个方面：1)利用NAPA软件进行静水中的稳性计算。本文主要采取了五种典型的装载工况进行计算校核。2)研究讨论了船舶在波浪中复原力臂的计算方法：选取三种不同的坐标系,求解任意规则波中浮力与重力平衡、纵倾力矩为零的瞬时静平衡方程,得到船和波的交点,继而求出船舶各剖面下浸水横剖面面积及其面积心,沿船长积分即可求得船舶的排水体积及浮心位置,并基于Froude-Krylov假定计算船舶在波浪中的复原力臂GZ。然后利用MATLAB进行编程,开发了相应的计算程序,并以该集装箱船为计算实例,分析了波浪频率、波陡、浪向角和船波相对位置对稳性变化的影响,同时与静水中的复原力臂进行了对比分析。3)介绍了参数横摇衡准草案和纯稳性丧失草案,利用MATLAB对参数横摇第一层薄弱性衡准和纯稳性丧失的第一层薄弱性衡准进行编程,并对该集装箱船的四种典型装载工况进行了校核。

关键词：集装箱船复原力臂第二代完整稳性衡准参数横摇纯稳性丧失

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水面舰船纯稳性丧失和参数横摇薄弱性衡准研究

水面舰船纯稳性丧失和参数横摇薄弱性衡准研究

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作者：杨博大连理工大学

学位级别：硕士

现行的舰船完整稳性衡准采用静力学理论的评估方法,是基于经验的气象衡准,因此并不能保证舰船遭遇极端海况时的稳性安全。目前IMO致力于制定的第二代完整稳性衡准是基于动力学的理论,包含了船舶在波浪中主要的完整稳性失效模式。为了涵... 详细信息

现行的舰船完整稳性衡准采用静力学理论的评估方法,是基于经验的气象衡准,因此并不能保证舰船遭遇极端海况时的稳性安全。目前IMO致力于制定的第二代完整稳性衡准是基于动力学的理论,包含了船舶在波浪中主要的完整稳性失效模式。为了涵盖舰船在波浪中的稳性评估,更好地为舰船在波浪中的行为制定框架,近年来国际上考虑将IMO第二代完整稳性衡准作为一种工具,以波浪中船舶性能评估的视角整合现行海军完整稳性衡准。目前第二代完整稳性衡准中纯稳性丧失和参数衡摇薄弱性衡准内容已经确定。为了进行实际的可行性试验,本文在我国两艘尺寸不同且具代表性的护卫舰上进行了两个薄弱性衡准的应用研究。研究原理是分别选择两艘舰船常见的4种工况,对于每种工况假定一系列重心高度,根据2017年SDC4会议对参数横摇和纯稳性丧失薄弱性衡准草案所做的完善,基于最新的参数横摇和纯稳性丧失薄弱性衡准计算方法,对改变重心高度后的一系列假定工况分别进行参数横摇及纯稳性丧失薄弱性衡准计算,通过二分法得到各工况下的极限重心高度,并与用我国现行舰船完整稳性衡准得到的结果进行对比分析。通过对结果的分析得出了两个新衡准对舰船在波浪中航行时稳性评估的适用性及舰船对两种失效模式的薄弱性;比较了现行舰船稳性衡准与二代稳性中薄弱性衡准的严格程度。考虑到目前国际上将二代稳性薄弱性衡准用作舰船设计初期评估其波浪中行为的工具。本文以3XA舰船为例,先通过CAD图利用NAPA软件进行船体建模,并导出船型IGS文件;后基于型线变换软件CAESES改变七种主要的船型参数进行船型变换,并生成系列船型。基于计算机C语言编写宏命令,使得系列船型的型值数据能够按一定规律批量导出。然后采用课题组开发的计算软件,对系列船型进行纯稳性丧失及参数横摇薄弱性衡准计算。最后通过对计算结果的分析,将船型参数分别按对纯稳性丧失与参数横摇薄弱性的敏感程度进行排序,并详细分析了各个船型参数变化对舰船纯稳性丧失及参数横摇薄弱性的影响规律,为舰船波浪中的稳性设计提供技术参考。

关键词：舰船第二代完整稳性衡准纯稳性丧失参数横摇薄弱性衡准

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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

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

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作者：梁海滨大连理工大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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

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基于参数横摇的航行安全性研究

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中国造船 2015年第A01期56卷 185-192页

作者：梁海滨马坤大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室船舶工程学院大连116024

第二代完整稳性衡准中将波浪中船舶稳性失效模式分为五种,论文文主要研究其中的参数横摇模式,基于参数横摇衡准草案对在迎浪中航行的船舶进行计算。衡准计算中采用了多元线性回归的方法计算了静水中的回复力系数,运用Ikeda法计算横摇阻... 详细信息

第二代完整稳性衡准中将波浪中船舶稳性失效模式分为五种,论文文主要研究其中的参数横摇模式,基于参数横摇衡准草案对在迎浪中航行的船舶进行计算。衡准计算中采用了多元线性回归的方法计算了静水中的回复力系数,运用Ikeda法计算横摇阻尼系数,最后运用二分法求出横摇幅值A。根据实船的计算结果,绘制出船舶航行时参数横摇的可能发生区域,结合图形为船舶的航行安全性提供操作指导。

关键词：第二代完整稳性衡准参数横摇多元线性回归 Ikeda法航行安全性

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骑浪/横甩薄弱性衡准方法影响因素分析

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水动力学研究与进展（A辑） 2016年第3期31卷 341-345页

作者：储纪龙鲁江吴乘胜顾民中国船舶科学研究中心水动力学重点实验室江苏无锡214082

目前,国际海事组织(IMO)正在制定第二代完整稳性衡准骑浪/横甩薄弱性衡准。骑浪/横甩第二层薄弱性衡准中,输入参数较多,其中静水阻力和推力可以通过试验或数值方法获得,但通常在船舶设计阶段中试验数据缺乏,所以该文推荐一种简单估算阻... 详细信息

目前,国际海事组织(IMO)正在制定第二代完整稳性衡准骑浪/横甩薄弱性衡准。骑浪/横甩第二层薄弱性衡准中,输入参数较多,其中静水阻力和推力可以通过试验或数值方法获得,但通常在船舶设计阶段中试验数据缺乏,所以该文推荐一种简单估算阻力和推力的方法,并分析估算的阻力和推力对衡准中螺旋桨临界转速、临界傅汝德数和衡准值的影响,验证方法的适用性。同时还分析了波浪的绕射效应对衡准值的影响。最后根据计算结果对骑浪/横甩第二层薄弱性衡准方法提出修改意见,为IMO船舶骑浪/横甩薄弱性衡准的制定提供技术支撑。

关键词：第二代完整稳性衡准骑浪/横甩纵荡波浪力阻力推力

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尾斜浪中纯稳性丧失直接评估方法研究

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船舶 2022年第4期33卷 63-74页

作者：祁江涛鲁江中国船舶科学研究中心水动力学重点实验室无锡214082 深海技术科学太湖实验室无锡214082

国际海事组织(IMO)在2022年完成了船舶第二代完整稳性衡准制定工作,针对该衡准在船舶界的应用,国产CAE软件开发需要建立可靠的纯稳性丧失直接评估数学模型。为了提出具备一定精度和实用性的尾斜浪规则波中纯稳性丧失直接评估数学模型,... 详细信息

国际海事组织(IMO)在2022年完成了船舶第二代完整稳性衡准制定工作,针对该衡准在船舶界的应用,国产CAE软件开发需要建立可靠的纯稳性丧失直接评估数学模型。为了提出具备一定精度和实用性的尾斜浪规则波中纯稳性丧失直接评估数学模型,首先参照标准操纵性MMG方程、骑浪/横甩数学模型和参数横摇预报方法构建了纵荡-横荡-垂荡-横摇-纵摇-艏摇六自由度耦合的非线性时域运动数学模型;其次,利用频域转时域方法获得时域垂荡、纵摇运动和时域绕射力、辐射力,其振幅和初始相位由切片法获得,并考虑了航速影响;然后,考虑六个自由度运动引起的船-波瞬时位置变化,沿瞬时湿表面积分求解纵荡、横荡、横摇和艏摇方向的Froude-Krylov(F-K)力和静水力;最后,比较了ONR内倾船尾斜浪中纯稳性丧失数值预报结果和试验结果,验证了该六自由度数学模型可用于尾斜浪中纯稳性丧失直接评估,证实了横荡和艏摇运动在横摇方向的耦合力也是纯稳性丧失导致大幅横摇失稳的一个重要原因。

关键词：第二代完整稳性衡准直接稳性评估纯稳性丧失内倾船

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纯稳性丧失和参数横摇薄弱性衡准实船验证分析

纯稳性丧失和参数横摇薄弱性衡准实船验证分析

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第十四届全国水动力学学术会议暨第二十八届全国水动力学研讨会

作者：胡丽芬齐慧博鲁江刘明鲁东大学交通学院中国船舶科学研究中心

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。本研究采用实际运营的3艘船对最新草案中纯稳性丧失和参数横摇的薄弱性衡准进行了验证、分析,结果表明一艘油船的3种压载状态出现纯稳性丧失第一层和第二层... 详细信息

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。本研究采用实际运营的3艘船对最新草案中纯稳性丧失和参数横摇的薄弱性衡准进行了验证、分析,结果表明一艘油船的3种压载状态出现纯稳性丧失第一层和第二层薄弱性衡准不一致的情况,3艘样船的8个状态都能通过参数横摇和纯稳性丧失薄弱性衡准,具备良好的稳性性能。

关键词：第二代完整稳性衡准薄弱性衡准参数横摇纯稳性丧失

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