船舶破损稳性计算方法研究

本论文以中国海军装备部“舰船破损稳性研究与实时计算软件开发”的实际工程项目为背景，在分析国内外典型破损稳性计算方法的基础上，讨论了舰船和油船的舱室定义方法，提出了按最大倾斜力矩进行自由液面对大倾角稳性影响计算的修正方法，并运用混合罚函数法对船舶的破损稳性进行了计算。1)本论文讨论了舰船和油船的舱室定义方法。采用简单方体舱室的组合方法，充分利用船体肋骨型线，生成各肋位处的舱室横剖面数据。2)本论文提出了按最大倾斜力矩进行自由液面对大倾角稳性影响计算的修正方法。和传统的规范近似算法以及重心高度修正法相比，本计算方法反映了不同液舱形状、不同装载率下自由液面对大倾角稳性影响。3)本文运用混合罚函数法对船舶的破损稳性进行了计算。分别建立了破损船舶自由浮态及稳性的优化计算数学模型。与传统的拉格朗日乘子法相比，该优化方法公式推导简单，而且每次迭代只需计算水线面以下的排水体积和浮心坐标，不需计算水线面上的面积、漂心、惯性矩等要素，计算方法直接简  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

1929年SOLAS公约提出了船舶完整稳性和浸水长度的设计标准,1948年SOLAS公约第一次提出了破舱稳性的要求。随着船舶海难事故的增多,1960年SOLAS公约第一次提出剩余稳性的具体准则。在1960年SOLAS大会期间,Kurt wendel教授介绍了一个新的概率模型评估船舶水密分舱的基本原理。1974年,国际海事组织(IMO)通过了与SOLAS74确定性计算法等效的破舱稳性的标准程序,即SOLAS第A.265(Ⅷ)决议：客船稳性概率评估方法。20世纪80年代和90年期间,由于货船破损稳性概率计算评估方法进一步发展,IMO第一次引入对船长100m以上的干货船实行破损稳性概率计算评估方法,即SOLAS 1992。由于近十几年来新船型和新的破损事故的出现,以前的一些原则应用不再适用当前形势。2003年为了制定涵盖IMO公约中干货船和客船的概率计算评估方法,欧盟和IMO提出了HARDER计划。此后IMO稳性、载重线和渔船安全分委...  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>

计算机技术的不断发展,给传统的船舶行业带来了巨大的挑战,同时也带来了无限的发展契机。随着计算机技术在船舶行业不断地深入应用,迫使各大船厂、研究所及各大高校必须利用计算机技术,加快船舶的设计建造速度,使船舶的设计计算、建造工艺更加精确。传统的船舶三维建模方法需要经过手动导入型值点,手动调节曲线曲面的光顺度,往往需要大量的时间。本文主要基于船舶AutoCAD的型线图,通过计算机语言VB对其进行二次开发,提取型值点自动导入到三维设计软件CATIA完成船体模型的自动生成。传统的船舶稳性是基于二维数值积分的计算,使得计算误差比较大。本文利用VB二次开发CATIA,实现基于三维的稳性计算。本软件系统主要分为六个模块,AutoCAD参数提取模块、CATIA参数化建模模块、静水力计算模块、完整稳性模块、快速分舱模块、破损稳性模块。AutoCAD参数提取模块主要用于船体三维点坐标的提取;CATIA参数化建模模块主要用于船体三维线框模型、曲面模型以...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

针对近年来船舶发生海难事故突出的情况,以及舰船遭受精确制导武器概率的增加,船舶破舱特性需要进行进一步的研究。本文在分析国内外典型船舶破舱稳性计算方法的基础上,对船舶破舱平衡方程浮态求解范围进行了研究,并将遗传优化算法应用到确定破损船舶进水舱室与进水量的计算中,同时对破舱后的损管决策进行了研究。本文的研究工作主要分为以下几个方面:(1)根据船舶静力学原理,研究了基于型值表的船体要素和舱室划分的计算方法,并用VB编制了计算模块。该计算方法可计算不同舱室形状、不同装载率和渗透率下的破舱计算。(2)寻求了一种预估船舶破舱浮态方程求解范围的方法,同时可以估计船舶可以承受的最大损失浮力。在使用矩阵方法求破舱浮态的平衡方程组时,存在一些极端情况使迭代无法正常收敛,论文从对船舶能不沉和不倾覆两个方面出发,研究了破损过程中浮力和浮心轨迹的变化,可以在计算浮态方程之前预估隐性方程是否有解,并通过实例证明了准确性。(3)研究了基于遗传算法的根据船舶破...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

船舶的破舱稳性是保证船舶安全运输和海洋环境不受污染的重要因素。本文针对2009年之前建造的国内海上集装箱船为主要研究对象,对静水中破舱稳性的确定性计算方法进行了研究。主要研究内容有:(1)在传统确定性方法的基础上,提出了基于优化浸水高度的船舶破舱稳性计算法,引入了步长调节系数的概念,实现了保证计算精度的前提下,减少计算过程中的迭代次数,从而降低计算量,提高计算速度。(2)针对货舱浸水的自由液面对稳性的影响,考虑了系固系统破坏引起的货物移动对稳性的影响,给出了全集装箱船和多用途船的货舱在空舱、半载和满载集装箱等三种状态下自由液面计算方法。(3)叙述了破舱稳性的核算原理,总结了船舶抗风能力核算方法,汇总了破损船舶典型的静稳性曲线,并以实验船为例给出了满载情况下破舱稳性核算的实例,从抗风能力角度论证安全性。  (本文共85页) 本文目录 | 阅读全文>>

在传统的抗沉性理论中,船舶分舱布置通常是利用舱室的可浸长度曲线和分舱因素的乘积去限定船舶舱室的许用舱长,借以达到分舱的目的,从而使船舶满足抗沉性要求,即破损稳性要求。这是一种基于确定性计算方法的指导原则。这种方法存在着不完整性和不合理性,主要表现在:确定性计算方法的分舱规则所依据的统计数据都是以往蒸汽机船,过去制定的“业务衡准数”已经不能正确反映当今船舶的业务性质。还有船舶的破损本身带有很大的随机性,因此以上所述都可能导致对船舶破舱稳性的不正确估计,所以概率破舱稳性方法就随之被提出。概率破舱稳性是以大量海损事故数据为依据,采用分舱指数A,以船舶在破损后具有的残存能力—残存概率作为安全程度的衡准。虽然破损位置和范围是随机的,但是当破损位置和范围的概率分布知道后,船舶在此状态下的破损处所的浸水概率是可以预测的。本文通过一定的计算分析,对参数进行了一系列分类比较,提出了一种基于概率破舱稳性的分舱指导原则,目标是使船舶分舱后能够达到概率...  (本文共106页) 本文目录 | 阅读全文>>