船舶瘫船稳性衡准技术研究

发布时间：2017-05-18 07:12

  本文关键词：船舶瘫船稳性衡准技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当今国际航运市场对船舶的高技术和高安全性要求逐渐提高,船舶的完整稳性引起人们越来越多的关注和重视。国际海事组织IMO根据船舶稳性失效的特点,将第二代完整稳性衡准划分为五种失效模式,瘫船稳性是其中重要的模式之一。瘫船稳性的稳性衡准实施分为三个层次,主要由薄弱性衡准和稳性直接评估组成。本文围绕目前IMO有关瘫船稳性衡准的提案,主要包括以下几个方面的内容:(1)瘫船稳性第二层薄弱性衡准统计线性法:本文首先对目前IMO第二层薄弱性衡准方案中提出的统计线性法进行了详细的分析,编制了相应的计算程序;然后以国际标准模型CEHIPAR2792船为研究对象,验证薄弱性衡准计算程序的可靠性,并分析了三种不同有效波倾系数计算方法对倾覆概率计算的影响。(2)瘫船稳性第二层薄弱性衡准分段线性法:本文首先对目前IMO第二层薄弱性衡准方案中提出的分段线性法进行了详细的分析,编制了相应的计算程序;然后以国际标准模型CEHIPAR2792船为研究对象,验证薄弱性衡准计算程序的可靠性,并与统计线性法以及蒙特卡洛法进行了比较。(3)实船验算:目前针对瘫船稳性薄弱性衡准的标准值还未统一。本文首先以国际标准模型CEHIPAR2792船为对象,给出了瘫船稳性薄弱性衡准的计算步骤;其次,针对不同的船型开展了实船验算,研究了薄弱性衡准方法的适用性和合理性;最后为了满足各层衡准精度层层递进的要求,给出了第二层薄弱性衡准值的选取建议。(4)模型试验:本文以一艘渔船为对象,开展了半自由重物约束的瘫船稳性试验。首先,在零航速下进行自由横摇衰减试验,得到了静水中的阻尼系数;其次,考虑初始横倾角对横摇运动的影响,获得了不同横风横浪下的运动时历,为稳性直接评估的研究提供了数据支撑。(5)稳性直接评估:目前IMO针对稳性直接评估还没达成共识,本文构建1DOF运动模型初步探索了稳性直接评估方法。首先自编程序预报了渔船在横风横浪中的运动,验证了程序的可靠性;其次,结合蒙特卡洛法,在给定的环境条件下计算了不同初始横倾角的船舶倾覆概率,并与统计线性法的结果进行了对比,验证了1DOF稳性直接评估方法的实用性。
【关键词】：第二代完整稳性 瘫船稳性 薄弱性衡准 稳性直接评估
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U661.22
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-20
• 1.1. 论文选题背景及意义8-9
• 1.1.1. 论文选题背景8-9
• 1.1.2. 论文选题意义9
• 1.2. 船舶瘫船稳性基本特征9-10
• 1.3. 船舶瘫船稳性衡准研究综述10-18
• 1.3.1. 瘫船稳性衡准研究历史回顾10-14
• 1.3.2. 瘫船稳性衡准方法研究现状14-18
• 1.4. 主要研究内容18-20
• 第二章 瘫船稳性第二层薄弱性衡准统计线性法研究20-33
• 2.1. 统计线性法数学模型20-24
• 2.1.1. 运动方程21
• 2.1.2. 横摇阻尼模型21-22
• 2.1.3. 波浪作用模型22
• 2.1.4. 风作用模型22-23
• 2.1.5. 总横摇力矩23-24
• 2.2. 横摇方程近似解析解24-25
• 2.2.1. 复原力臂等效线性化24-25
• 2.2.2. 横摇阻尼等效线性化25
• 2.2.3. 运动方程近似解析求解25
• 2.3. 倾覆概率计算模型25-28
• 2.3.1. 倾覆条件定义26-27
• 2.3.2. 倾覆概率计算27-28
• 2.4. 计算结果及分析28-32
• 2.5. 小结32-33
• 第三章 瘫船稳性第二层薄弱性衡准分段线性法研究33-43
• 3.1. 分段线性法数学模型33-37
• 3.1.1. 运动方程33-34
• 3.1.2. 不规则波浪作用模型34
• 3.1.3. 定常风和阵风作用模型34-35
• 3.1.4. 复原力臂系数的求解35
• 3.1.5. 横摇衰减力35-36
• 3.1.6. 横摇方程解析解36-37
• 3.2. 倾覆概率计算模型37-40
• 3.2.1. 倾覆问题定义37-38
• 3.2.2. 非稀有问题38
• 3.2.3. 稀有问题38-40
• 3.2.4. 倾覆概率计算40
• 3.3. 计算结果及分析40-42
• 3.4. 小结42-43
• 第四章 样船计算43-53
• 4.1. 瘫船稳性薄弱性衡准计算步骤43-45
• 4.1.1. 瘫船稳性第一层薄弱性衡准43-44
• 4.1.2. 瘫船稳性第二层薄弱性衡准44-45
• 4.2. CEHIPAR2792 船型衡准计算45-47
• 4.2.1. 第一层薄弱性衡准计算45
• 4.2.2. 第二层薄弱性衡准计算45-47
• 4.3. 样船计算及分析47-51
• 4.3.1. 样船概况47
• 4.3.2. 样船薄弱性衡准计算结果47-49
• 4.3.3. 敏感性分析49-51
• 4.4. 小结51-53
• 第五章 渔船稳性模型试验研究53-64
• 5.1. 试验内容简介53-56
• 5.1.1. 试验模型简介53
• 5.1.2. 试验设备及环境条件53-55
• 5.1.3. 试验方法55-56
• 5.2. 试验内容及结果56-62
• 5.2.1. 自由横摇衰减试验56-57
• 5.2.2. 规则波模型试验57-59
• 5.2.3. 不规则波模型试验59-62
• 5.3. 小结62-64
• 第六章 瘫船稳性直接评估方法研究64-75
• 6.1. 稳性直接评估数学模型64-69
• 6.1.1. 单自由度时域运动模型64
• 6.1.2. 横摇风压力64-65
• 6.1.3. 波浪力65-68
• 6.1.4. 蒙特卡洛模拟68-69
• 6.2. 直接评估方法计算结果69-74
• 6.2.1. 静水复原力计算69
• 6.2.2. 规则波横摇运动预报69-71
• 6.2.3. 不规则波横摇运动预报71-73
• 6.2.4. 倾覆概率计算73-74
• 6.3. 小结74-75
• 第七章 结论与展望75-77
• 7.1. 全文工作总结75-76
• 7.2. 研究展望76-77
• 附录A：基于Froude-Krylov假设的有效波倾系数计算公式77-80
• 附录B：分段线性非简化法系数A概率密度函数80-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-91
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 黄祥鹿,朱新颖;应用路径积分法解船舶倾覆概率问题[J];船舶力学;2001年04期

2 黄衍顺,王震,李红涛;船舶在横风横浪中的倾覆概率计算[J];天津大学学报;2001年05期

3 柴威;范菊;朱仁传;黄祥鹿;缪国平;;应用路径积分法求解船舶横摇倾覆概率[J];上海交通大学学报;2013年02期

4 唐友刚;郑宏宇;谷家扬;刘利琴;;随机横浪中船舶倾覆过程模拟与安全域计算[J];中国造船;2005年04期

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本文编号：375400