船舶在随机海浪上的稳性和倾覆研究进展
内河干货船完整稳性审图要点分析

内河干货船完整稳性审图要点分析摘要:通过简要分析内河干货船完整稳性报告中的常见问题,涉及到进水角、极限静倾角、重量项、自由液面修正、受风面积、散货滑移、稳性总结表等多个方面的内容,重点论述完整稳性报告审查要点,提出改善稳性的措施,为审图验船师在审查完整稳性报告的过程中提供参考。
关键字:内河干货船完整稳性1.稳性概述从广义上来讲,船舶稳性是指船舶具有抵抗外力而不致倾覆的能力,也就是说船舶受到外力的作用离开平衡位置而倾斜,当外力消除后能够自行回复到原来的平衡位置,能够阻止船舶倾覆的能力。
对船舶稳性影响的因素有很多,有风的影响、浪的影响、流的影响;附加力的影响,如船舶全速回转时产生的离心力、船舶载荷移动产生的滑移力;这些都是外部因素的影响。
另外还有船舶自身因素的影响,比如有极限静倾角的影响;进水角的影响;受风面积的影响;自由液面的影响。
这些影响因素也是完整稳性审查的重点内容。
2.稳性报告中常见问题第一项进水角问题。
常见错误是进水角位置、坐标错误或进水点遗漏;未计入货舱口围板进水位置;货舱口围板进水位置高度取值错误;舱室及舱棚门槛的高度取值错误。
第二项极限静倾角问题。
常见错误是极限静倾角只计算了甲板边缘入水角。
第三项各重量项问题。
常见错误是未计入燃油日用油柜中燃油重量;未计入污油柜中油污水重量;未计入污水柜中生活污水重量;未计入污水阱中污水重量。
第四项自由液面修正问题。
常见错误是各压载舱未考虑是否在未装满情况下的自由液面修正,也无相关说明;滑油柜未计入自由液面修正;燃油日用油柜未计入自由液面修正;污油柜未计入自由液面修正;生活污水柜未计入自由液面修正;污水阱未计入自由液面修正。
第五项受风面积问题。
常见错误是受风面积计算错误或遗漏;未计入货物超过舱口围板时的受风面积;设置了简易舱蓬,未计入其受风面积。
第六项装载工况问题。
常见错误是缺许用重心高度曲线图或数值;未选取两种典型容重的货物品种进行计算;未按照法规要求计算货物重量重心;未计算散货滑移附加倾侧力臂;未计算露天载运货物吸水导致重量增加的工况,也未设置简易舱口盖或简易顶篷;在总结表中稳性衡准数不满足法规要求,还有计算软件存在过期和船型选择错误问题。
半潜船风浪中航行安全性评估方法探析

摘要:半潜船在船体结构、船体形状和装卸方式上存在诸多特殊性,在风浪中航行的安全性尤其重要。
本文分别从船舶在波浪中的稳性理论、大幅横摇运动计算、倾覆概率预报、安全性模糊评价四方面归纳、分析了半潜船航行安全性研究的方法,为进一步深入研究和制定半潜船稳性规范提供借鉴。
关键词:半潜船波浪中稳性倾覆概率预报模糊评价半潜船(semi-submersible ship)也常常被称之为“浮装”船或“浮装浮卸”船,这种船的明显特点是在船首领航员舱和机舱(上层建筑)之间设有既长又低且承重能力强、平展的甲板,并设有大容量的压载水舱。
压载水舱充水后,可以使船舶主甲板沉入水面之下,以便于石油钻井平台、其他船舶或其他运输对象漂浮移动到半潜船的甲板上方。
排除船舱内的压载水,使船浮起,甲板露出水面,经过固定绑扎所装运的特重大件后即可航行运输。
船舶载货后,一般重心较高、稳性较差,需对稳性进行准确核算。
航行于海上的半潜船由于受风浪影响,稳性会比静水航行状态降低,易产生较大的横摇,这对半潜船航行安全以及所载运特重大件的绑扎加固产生重大影响,因此研究半潜船在风浪中航行的安全性有着重要的现实意义。
然而,由于半潜船风浪中航行安全性涉及环境条件、船舶技术条件和操作要素等许多要素,故而这方面的研究相当复杂。
至今还没有形成一个能够综合考虑船型特点、环境条件和倾覆机理等相关因素的理论上成熟的稳性衡准规范。
基于此,下文试图归纳、分析、探索半潜船风浪中航行安全性评估方法。
波浪中的稳性船舶稳性主要是指船舶在静水中的稳性,波浪的影响只是间接地考虑,并基于这种考虑而提高对船舶在静水中的稳性要求。
但是,很多船舶倾覆事故的记录分析表明:在随浪或尾斜浪中,船舶受到不大的风有时也会发生倾覆。
这一现象对于受风面积很大的半潜船而言特别重要,它涉及到船舶在波浪中的运动和安全性问题。
船舶作为一个刚体在波浪中受到扰动后,将产生六个自由度的摇荡运动。
影响给定装载情况下的船舶gz曲线形状的主要因素是船舶在波浪中的垂荡运动。
船舶静力学第4章 大倾角稳性(2)

3、增大船舶的横摇阻尼,减小横摇角。 可通过设置减摇装置,如舭龙骨来实现。 4、舷墙上开排水孔。使甲板上浪使甲板 上浪能迅速排水,减小附加横倾力矩。 5、采取措施防止载荷移动,减小附加横 倾力矩。
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本次课小结
• 1、极限重心高度曲线的意义及相关 基本概念; • 2、绘制极限重心高度曲线的方法; • 3、船体几何要素、船舶重心位置等 对船舶稳性的影响; • 4、提高船舶稳性的主要措施。
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实际极限重心高度曲线的简便形式
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五、极限重心高度曲线的计算方法
国内航行海船(普通货船)的稳性要求 (1)初稳性高不小于0.15m。
(2)横倾角为30度处的复原力臂应不小于 0.2m。若进水角小于30度,则进水角处的 复原力臂应不小于0.2m。
(3)船舶最大复原力臂所对应的横倾角应 不小于30度。
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三、提高船舶稳性的措施
(一)提高最小倾覆力矩 1、降低船舶重心。如:在船舶底部加 压载物;取轻型结构;简化机舱设备; 设备尽量往下布置等。 2、增加干舷高度。这是提高船舶稳性 的有效措施之一 ,某些稳性不足的老 船可将载重线降低以增加干舷高度。
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3、增加船宽。这是提高船舶稳性的有效 措施之一 ,某些老船稳性不足时,常在 船的两舷水线附近加装相当厚的护木和 浮箱等,或可在舷侧加装一个凸出体。
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一般地增加船宽能有效的改善船舶稳性
问题六:对船舶整体性能而言,初稳性 高越大越好吗?为什么?
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3、横剖面形状对稳性的影响
一般地V型剖面船的稳性比U型剖面船好
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二、重心位置对稳性的影响
问题七:重量的垂向移动对船舶初稳性有什 么影响?
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结论:重心位置对船舶稳性有 重大影响。提高重心将使初稳 性复原力臂和稳矩都相应减小 ;降低重心,则作用相反。
船舶在波浪中航行时稳性研究及危险性分析

—70—工作研究引言船在波浪中航行的时候,因为船的遭遇期间长,所以波浪的表面形状会对船体的恢复臂产生很大的影响。
根据近年海洋事故的统计和观测,对船在波浪中的稳定性进行了彻底的研究,由于船在海洋事故中的一半发生在波浪以下或之后的状态,因此船在波浪的状态下稳定性的丧失逐渐受到关注。
高速船等高速且平方系数小的船,在波中移动时容易以与波相同的速度移动,稳定性大幅下降。
此时,如果受到横风、甲板上的波浪、货物移动等不利因素的影响尤其危险。
因此,即使在静水下十分稳定且危险的情况下,在航海时也有可能发生大的摇晃和倾覆。
1 波浪中船舶稳性研究1.1船舶在随浪中的稳性损失与计算船在波浪中航行的时候,波浪的表面形状会因为长时间的波浪的遭遇期间而对船体的恢复特性产生很大的影响。
根据近年来海难的统计和观测,对船在波浪中的稳定性进行了彻底的研究,由于在统计发生的完整船舶的海上事故,一般都出现在波浪或尾行波浪的航行状态,因此在下一次浪潮中船的稳定性逐渐丧失受到关注。
高速船等角度系数小的船,因为容易以与波浪相同的速度移动,所以稳定性大幅下降,尤其是当货物被风吹到甲板上时[2]。
1.2随浪航行中的稳性变化为了防止船舶密封化的安全标准在各个国家都相继制定,IMO 还采用了“为了避免追踪海浪和追踪危险情况的指导方针”提案。
实验研究的结果指出,静水中和波浪中的船体稳定臂的曲线是不同的。
而且,波长、船的长度、海浪的高度、波浪侧面的角度对船的稳定性有一定的影响。
1.2.1波长与船长比对稳性的影响稳定性的变化主要是由于浮在波前的船体惯性力矩的增减,与波浪的大小和船的大小有关。
当船在海沟里时,船体前后水平面的惯性力矩会比静止水中的惯性力矩增加,因此海沟的稳定性会比静止水中的惯性力矩大。
波到达顶峰的话,水面的惯性力矩会减少,山顶的稳定性也会下降。
也就是说,横向的稳定性会发生变化。
特别是在高速航行下,船体接近与船长相等的波浪行进速度,船体中心长时间停留在波头上,容易失去稳定性,因此风和波浪等外部力矩的作用,容易发生倾覆[3]。
纵浪上船舶的动稳性研究

纵浪上船舶的动稳性研究作者:曹静来源:《山东工业技术》2015年第15期摘要:船舶在正常的航行时如果遇到了大风导致海浪过高的这种恶劣天气,船舶会把航向调整,使其在纵浪或者斜浪的状态上航行,避免船舶的横向受到大面积的风浪侵袭。
船舶在波浪中的航行,稳定性是受到多方面因素影响的。
最主要的影响就是船舶航行的安全性,稳定性不好的船舶往往会使人员造成伤亡、财产造成损失。
目前我国对很多的船长都进行了船舶动稳性的调查,多数的船长都提出,大多数的船舶稳定性事故都是由于驾驶人员缺乏船舶纵浪行驶动稳性的认识,导致了最终事故的发生。
研究船舶在纵浪上的动稳性,可以提高船舶航行的安全系数,减少人员的伤亡和财产的损失。
本文从船舶纵浪航行的动稳性入手,研究出船舶的阻尼、波浪的中心频率和随机参数激励幅值对船舶在纵浪上航行动稳性的影响。
关键词:随机纵浪;船舶横摇;倾覆;动稳性船舶的动稳性研究一直是船舶行业中重要而且复杂的问题。
船舶动稳性是船舶安全航行的基本保证,也是船舶在进行检验的一个重要内容。
船舶在纵浪中航行时,船体始终处于波峰和波谷的交替段,随着船体在水中时间的延长,船舶的动稳性也随时间而改变,由于船舶动稳性经过周期性的变化而促使横摇运动的产生,令船舶在纵浪中航行动稳性失控和船舶倾覆。
纵浪船舶参数激励横摇运动的动稳性,影响了船舶航行的安全性,大量学者都对这一问题做出了研究。
1 船舶在纵浪中发生参数激励横摇动稳性的研究纵浪航行是所有船舶最为常见的航行状态,纵浪航行方法是根据传统的线性理论,由于船舶纵浪航行是不会受到横向的干扰,所以在这种情况下,产生横摇运动的幅值基本不可能会产生。
在很多年以前就有人用船模做过类似的实验,在当时的实验中,当事人发现在船舶纵摇时如果频率超过了横摇频率的两倍,那及时船是在纵浪中行驶,也有可能会导致船舶横摇。
这种现象的产生是传统的线性理论无法解释的,现在对于这一现象的看法普遍是:船舶在纵浪航行时,最初的稳定性会随着时间的变化而发生改变,这种改变会促使船舶发生横摇运动。
海上大风浪环境中船舶航行安全分析

海上大风浪环境中船舶航行安全分析李生长(烟台大学海洋学院山东烟台264005)摘要:文章分析了形成海上大风浪的天气模式以及大风浪对船舶航行安全的影响和风险因素,并提出海上大风浪环境中船舶航行所需采取的安全措施以及注意事项。
关键词:大风浪航行安全措施0引言随着全球经济的发展,海上运输业也快速发展起来,船舶数量逐年增加,海上通航密度加大,造成海上事故频发。
由海上大风浪引起的海难事故造成的船损、货损和船员生命安全的问题,给航运公司以及货主带来严重的经济负担。
因此,迫切需要对大风浪中船舶航行安全问题进行分析研究,提出有效措施保障船舶航行安全,减少经济损失,保护生命安全和海洋环境。
1海上大风浪对船舶的影响当船舶航行在大风浪海域时,会产生各个方向的不规则运动,对船舶的稳性以及船舶操纵都会带来很大的影响,严重的会导致船舶倾覆、搁浅等事故。
1.1对船舶结构与设备的影响船舶在大风浪中航行,纵摇、垂荡对船体和设备的影响比较大。
当船舶底部露出水面后遇上波浪的波谷,中间的落差会非常大,导致船底对水面的抨击比较大,可能会导致船体受损,船体外壳出现裂缝进水。
当发生纵摇与垂荡过大时,螺旋桨的桨叶会高过水面,出现飞车现象,致使沉深比大幅的降低,螺旋桨受到周围水的阻力也大幅降低,从而加快螺旋桨转速,产生振动,会使螺旋桨受到非常大的损害,甚至还会损害到主机,影响船舶航行⑴。
1.2对船舶稳性的影响稳性是船舶航行安全的基础,稳性过小或太大,都会对船舶造成极大的危害。
因受到风和波浪的共同作用,引发横摇和纵摇等六个自由度的运动,会使船舶的稳性高度随其呈周期性改变。
由于船舶面对波浪传播方向的差异,其受到的力也会有收稿日期:2020-12-18作者简介:李生长(1986-1),男,河南省人,硕士,讲师,现从事船舶航行信息和航行方法研究工作。
很大差别,稳性也会随之改变。
船舶横浪时,当横倾力矩大于船舶的复原力矩时,将导致船舶倾覆;船舶在顺浪时可能会造成船舶丧失稳性,甚至导致船舶沉没。
随机海浪中船舶安全概率的数值模拟

随机海浪中船舶安全概率的数值模拟谷家扬;缪振华【摘要】近年来国外发展起来的安全盆思想为衡准船舶动稳性特性开辟了一条新的途径,本文将安全盆的思想进行了延续和拓展.首先简要的介绍了求解微分方程的数值方法--谐加速度方法的基本思想与计算步骤,然后以一条渔船为例,引进ISSC双参数海浪谱,在构建船舶横摇运动微分方程时考虑了船速和遭遇浪向角的影响,应用谐加速度方法对船舶在随机海浪下的非线性横摇运动方程进行了数值求解,结合数理统计的知识,得到了随机海浪中4参数的船舶安全概率,分析了波高、波浪特征周期、遭遇浪向角、船速以及海浪随机相位角等因素对船舶安全概率的影响.【期刊名称】《江苏科技大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2005(019)006【总页数】6页(P6-11)【关键词】安全概率;数值模拟;非线性横摇运动;谐加速度方法;安全盆【作者】谷家扬;缪振华【作者单位】江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏,镇江,212003;金陵船厂,江苏,南京,210015【正文语种】中文【中图分类】U661.30 引言船舶倾覆是造成船舶严重事件的重要原因之一,历来受到造船界的极大关注。
伦敦保险协会(The Institute of London Underwriters)的统计数据显示[1],1986~1996年期间,全球每年都有100条500 GT以上的船舶失事,每年失事船舶的总吨位超过100 000 GT,不仅造成了财产的大量损失,更严重的是造成了人员的大量伤亡。
在这些失事的船舶当中,近1/3是在遭遇恶劣海况下失事的。
为了确保船舶具有足够的抗倾覆能力,各国规范对船舶静稳性曲线的特性做了限制;然而静稳性曲线是基于静力学理论,但现实情况中船舶通常是在满足现行稳性规范的情况下遭到恶劣海况时失事的,这些都说明了现行规范的不足。
因此必须对船舶在海浪中的非线性随机运动特性加以研究,以完善和修订现行规范中的不足之处。
以英国学者Thompson[2,3]为首的科学家提出了安全盆(Safe basin)的新概念,并应用安全盆破损(erosion of safe basin)理论来研究船舶在波浪作用下的倾覆问题。
SWATH船的稳定性分析

SWATH船的稳定性分析1 绪论1.1 课题的来源、意义和研究现状小水线面双体船(Small Water-Plane-Area Twin Hull,缩写为SWATH)就是一种具有优良耐波性,中高速时阻力小,甲板面积相当宽敞,可以完成多种使命,满足各种航海要求的新船型。
小水线面双体船(SWATH)由深置水下提供大部分浮力的鱼雷状下潜体(一般成双配置,称为双体)、高出水面的船体平台和连接下潜体与平台的流线型支柱三部分组成。
由于支柱水线面面积比相同吨位的单、双体船水线面面积要小很多,所以,它受波浪扰动小,拥有优良的耐波性,能平稳执行海上作业,人员晕船率低,适于“全海候”。
它的产生是随着海上运输方式的多样化以及人类对海洋资源的积极开发,对船舶性能的要求也逐渐发生变化,要求船舶在海浪中有较高的性能,要求有较好的安全性、稳定性、舒适性,及能定期航行、高效运输,这就要求船舶具有优良耐波性。
其设计概念早在1905年由美国人Nelson提出,1932年Faust提出了SWATH 船的初步设想,1946年加拿大人Creed、1967年美国人Leopold进一步予以完善并申请专利。
这些设计在低速和中速时的性能较好,但都没有解决纵向运动稳定性这个对航行安全至关重要的问题。
1971年,Lang提出了一个接近现有SWATH 船的设计方案,用一根连接两个片体的横梁来保证船的纵向运动稳定性。
小水线面双体船的水线面较小导致纵倾恢复力矩减小,尤其是高速时,由于作用在水下船体上的“MUNK”力矩(所谓的MUNK力矩指潜体在航行时产生不稳定的纵倾和偏航力矩,该力矩随速度平方成正比增长,给小水线面带来运动稳定性问题)作用容易使船发生纵向运动不稳定性,所以对船的纵向稳定的分析十分有必要,这样对SWATH船性能的提高和发挥它耐波性的优势有很大帮助,而解决这个问题的有效方法之一就是安装稳定鳍。
本文主要是对SWA TH船纵向稳定性进行分析,以获得稳定鳍设计的一些基本方法和原则,并对波浪中SWATH 船的纵向运动进行仿真分析。
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Ab ta tT rersac to s(med mans uai , lio to n h i t asg er) s c :he eerhme d t o i i lt n Me kvme d a dtef s p saet oy r h i m o n h r h
f r s i tb l y a d c p i n n r n o wa e r n r d c d T e d me t n n e n t n lwok a d o h p sa i t n a s i g i a d m v s a e i to u e . h o s c a d i t r a i a r n i z i o
的I MO完 整稳 性衡 准 并不 是 基 于一 个 实 际的 物理 模 型 , 、 作 用 的随 机 性 , 舶运 动 的非线 性 以及 风 浪 船 各 自由度 运 动之 间的耦 合效应 等 因素 都几 乎没被 考虑 进来 , 因而依 据这 些衡 准设 计 的船 舶 的安全 程度
1 引 言
船舶 稳性 是 指 在外 力 作 用 下 , 舶发 生 倾斜 而 不 致倾 覆 , 船 当外 力 的作 用 消 失后 , 能 回复 到原 来 仍 平 衡位 置 的能力 , 船舶 的完整 稳性 是 指船 舶在 未破 损状 态 时的 稳性 。船舶 的完整 稳性 是 船舶 的最重 要 的技术 性能 之一 。为 保证 所设 计 的船 舶有 良好 的完 整稳 性 , 船舶 工程 师们 通 常都 是要 依 据 国际海事 组
WANG Yig g a g AN a h a n - u n ,T l f - u
( ho o aa rht tr, ca n i l nier g S a ga J oT n nvr t S a ga 20 4 , hn) S ol f vl ci cue O enadCv gnei , hn hi i o gU iesy hn hi 0 2 0 C ia c N A e iE n a i,
织 (MO 制 定 的有关 完整 稳 性 衡 准 , I I ) 即 MO的 A7 9 1 ) 案及 其 补 充条 款 MS .5 6 ) . (8 法 4 C7 ( 9 决议 案 。而 I O 的 A. 9 1 ) 案 主要 又 包含 I M 7 (8 法 4 MO在 1 6 的决 议 案 A 1 7 E . 的 内容 以及 它在 1 8 的 9 8年 . ( SI 6 V) 9 5年 决议 案 A5 2 1 ) 内容【 I .6 (4 的 ” MO基 于对 一 些失 事船 舶 的统 计 分析 和船 舶静 力 学 的原理 , 出了为保证 。 得 船舶 完 整稳 性 的初 稳性 高 下 限值 和 静水 中船舶 扶 正 力臂 曲线上 几 个 特定 参 数 的 下 限值 , 即 A. 7 】 此 1 6
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船舶在 随机 海浪上 的稳性和倾覆研 究进展
王 迎 光 ,谭 家 华
( 海交通大学船舶海洋与建筑工程学院 , 海 204 ) 上 上 0 2 0 摘 要 : 绍 了研 究 船 舶 在 随 机 海 浪 上 的稳 性 的 三 种 方 法 : 域 仿 真 、 尔尼 科 夫 法 和 首 次 穿 越 理 论 。对 国 内外 运 介 时 迈 用 这 些 方 法研 究 船 舶 稳 性 的 已有 工作 和最 新 进 展 做 了综 述 。 关 键 词 : 舶 稳 性 ;时域 仿 真 ;迈 尔 尼 科 夫 法 ; 次 穿 越 理 论 船 首
r c n o r s fusn h s t dsf rs i tbii e e r h a e r ve d. e e tpr g e so i g t e e meho h p sa lt r s a c r e i we o y Ke r s h p sa lt tme d man smulto y wo d :s i tbii y; i o i i ai n;Men k v meho ;frtp s a e t o l i o t d i s a s g he r y
中 图 分 类 号 :U 6 .2 4 6 13 + 文献 标识 码 : A
Re e r h pr g e so h p t bi t n s a c o r s n s i sa l y a d i c p i i n a a szng i r ndo v s m wa e
( SI 衡 准 的 内容 , 见 A 1 7 E . 几 乎是 一个基 于 经验 的衡 准 。此后 为 了把 “ E. V) 可 . ( SI 6 V) 在海 途 中影 响船舶
导致 倾覆 或不 能接 受 的横倾 角 的外 力 也考 虑 进来 ”I , MO合并 了已经 在 几个 国家 实施 了的气 象衡 准而 制定 了 A5 2 1 ) 议案 [ .6 ( 4 决议 案 虽然 考虑 了风倾 力 矩 和船 舶 横摇 角 的影 响 , 是横 摇角 . (4 决 6 3 1 52 1) 。A 但 幅度 的计算 和 风倾 力矩 的计 算 被 大大 地简 化 了 , 算 中忽视 了非 线 性 的影 响 , 计 而且 横 倾 物理模 型仍 然 是 基 于假定 的在 静水 中的扶 正力 矩 曲线 。 可见 A 5 2 1 ) .6 (4 决议 案仍 然是 一 个半 经验 的衡准 。 总之 , 现行
第 l 第 12 4卷 - 期 21 0 0年 2月
文 章 编 号 : 0 7 7 9 (0 0 0 — 1 1 1 10 — 2 4 2 1 )1 0 9 — 1
船舶 力学
J un lo hp Me h nc o r a f i c a is S
Vo .4 11 No 1 2 .—