船舶性能分析软件：NAPA Stability二次开发_（8）.NAPAStability结果解读与分析.docx

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NAPAStability结果解读与分析

在上一节中，我们已经了解了如何使用NAPAStability进行船舶稳性计算和分析。接下来，我们将重点放在如何解读和分析NAPAStability的计算结果上。通过本节的学习，您将能够更好地理解软件输出的各种图表和数据，从而为船舶设计和运营提供更准确的依据。

1.稳性曲线的解读

1.1基本概念

稳性曲线是描述船舶在不同倾斜角度下的稳性特性的图形。它通常以横倾角（RollAngle）为横轴，复原力臂（RightingArm,GZ）为纵轴。复原力臂GZ是指船舶在倾斜状态下的浮心和重心之间的垂直距离，它是衡量船舶稳性的重要参数。

1.2稳性曲线的主要特征

初始稳性高度（InitialMetacentricHeight,GM）：这是船舶在小角度倾斜时的稳性高度，通常在0度横倾角时测量。GM的值反映了船舶的初始稳性，值越大，船舶的初始稳性越好。

最大复原力臂（MaximumRightingArm,GZmax）：这是稳性曲线上的最大值，表示船舶在某一倾角下的最大稳性能力。

稳性消失角（AngleofVanishingStability,AVS）：这是稳性曲线与横轴相交的点，表示船舶在此角度下失去稳性，不能再自动恢复到正浮状态。

稳性面积（RightingArmArea,RA）：这是稳性曲线下的面积，反映了船舶在一定倾角范围内的总稳性能力。

1.3稳性曲线的分析方法

初始稳性高度GM的计算：

#计算初始稳性高度GM

defcalculate_initial_metacentric_height(beam,draft,kg,km):

计算初始稳性高度GM

:parambeam:船宽(m)

:paramdraft:吃水(m)

:paramkg:重心高度(m)

:paramkm:横稳心高度(m)

:return:初始稳性高度GM(m)

gm=km-kg

returngm

#示例数据

beam=15.0#船宽

draft=5.0#吃水

kg=2.5#重心高度

km=3.0#横稳心高度

#计算GM

initial_metacentric_height=calculate_initial_metacentric_height(beam,draft,kg,km)

print(f初始稳性高度GM:{initial_metacentric_height:.2f}m)

最大复原力臂GZmax的识别：

importnumpyasnp

importmatplotlib.pyplotasplt

#示例稳性曲线数据

roll_angles=np.linspace(0,40,100)#横倾角范围(0到40度)

gzs=np.sin(np.radians(roll_angles))*(3-2.5)#复原力臂GZ示例数据

#绘制稳性曲线

plt.figure(figsize=(10,6))

plt.plot(roll_angles,gzs,label=GZCurve)

plt.xlabel(横倾角(度))

plt.ylabel(复原力臂GZ(m))

plt.title(船舶稳性曲线)

plt.legend()

plt.grid(True)

plt.show()

#识别最大复原力臂GZmax

max_gz=np.max(gzs)

max_gz_angle=roll_angles[np.argmax(gzs)]

print(f最大复原力臂GZmax:{max_gz:.2f}m,在横倾角:{max_gz_angle:.2f}度)

稳性消失角AVS的识别：

#识别稳性消失角AVS

avs_angle=roll_angles[np.argwhere(np.diff(np.sign(gzs))).flatten()]

iflen(avs_angle)0:

avs_angle=avs_angle[0]

else:

avs_angle=roll_angles[-1]

print(f稳性消失角AVS:{avs_angle:.2f}度)

稳性面积RA的计算：

#计算稳性面积RA

ra=np.trapz(gzs,roll_angles)