渔船穏性校核研究【文献综述】 .pdfVIP

文献综述

船舶与海洋工程

渔船穏性校核研究

引言

本人毕业设计的论题为《渔船的穏性校核》，由于渔船所遭受的气象、海况条件比较恶劣,海难事故

不断发生。国际海事组织（IMO）收集的关于各类船舶意外事件的统计数据表明,倾复失事的船舶大多数

是长度不超过100米的小船,其中一半左右是渔船。渔船作为小型船舶，常年在海上进行捕捞作业，所遇

的气象海况条件要比其他普通船舶恶劣得多，此外，进行捕捞作业的原因，船应取得航向和航速常常受

到限制，有时不得不处于不利的风向和波向上，而且海上装载情况多变，穏性事故较多，故对于与船的

穏性研究具有一定的现实意义，能更好的保证渔船海上作业的安全性。

正文

一.渔船完整穏性的研究

完整稳性即船舶未破损状态下的稳性。回顾其研究历史,早期人们集中于船舶各种静稳性参数的研

究,如初稳性高度、复原力臂曲线的特征值等;研究方式是通过统计各类海损事故船舶的静稳性参数,提出

相应的界限,作为控制船舶稳性的判据,如IMOA167决议,至今这些判据仍是各种稳性规则的主要内容之

一。随着船舶在波浪中运动计算方法及模型试验技术的发展,联系船舶在波浪中运动的动稳性判据也逐步

增加到各种稳性规则中,但由于合理动稳性的判据涉及船舶在极值海况中的运动计算,涉及很多非线性问

题难于解决,故后期的研究工作主要集中在这个方面。

1.1船舶在恶劣海况中倾覆的主要模式

早期的研究工作重点放在船舶在横风、横浪中的倾覆模式研究,即假定船舶无航速、处于横浪谐摇状

态,同时受横风(定常风及阵风)作用,通过计算横摇角及风对船舶的作用力来判断船舶能否承受各种海况

中风浪的作用。如IMOA.562决议中的气象衡准就是采用这种模式制定的。这个衡准已得到广泛的应用,

在保证常规船舶完整稳性方面是有效的。但仔细分析,这种衡准还有一定的局限性。通过对一些船舶倾覆

事故的分析及关于船舶倾覆事故的模拟试验,发现符合IMO完整稳性衡准的船舶仍会发生倾覆事故,但不是

在横浪中,而是在船舶处于随浪及尾斜浪航行状态。从而提出了关于船舶倾覆模式的研究,并进行了大量

的模拟试验及数值计算分析。

目前,主要集中在下列三种模式:

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(1)静稳性损失

静稳性损失指船舶处于波峰状态时的复原力臂减少,常发生于以低遭遇频率航行于随浪及尾斜浪

中的船舶。尤其是随浪航行时,船速接近波速,船长接近波长,波峰处于船中时,复原力臂会在一定时间

中减少(甚至为负值),若受到波浪或其它横向力的作用,会导致船舶倾覆。这种模式已被大家接受,并

提出了各种计算复原力臂减少的计算方法,但如何合理应用到稳性规则中,有待进一步探讨。

(2)动稳性损失

动稳性损失是指船舶处于极值横摇状态的复原能力减少所产生的动稳性损失。这种模式中倾覆的

船舶有下列现象:

①尾斜浪中大幅度横摇

以一定速度航行于尾斜浪中的船舶会有六自由度的耦合运动,其中横摇、纵荡、横荡、首摇会大幅度

变化。当船舶剧烈横摇到下风侧时,波峰处于船中,再反向横摇至上风侧时船中处于波谷。由于耦合纵

荡运动,使船舶在波峰中的时间大于在波谷中的时间,且导致复原力在一个横摇周期中不对称地减少及恢

复,使横摇运动逐渐发展到危险状态,甚至倾覆,一般向下风侧倾覆。

②参数激励

航行于纵向波浪中的船舶,由于波峰和波谷反复通过船舶,在波长接近于船长时,会导致复原力臂值周

期性变化,当波峰通过船中时,会引起大幅度横摇运动。横摇常发生于波浪遭遇周期等于船舶自摇周期或2

倍于自摇周期情况。这种参数激励(又称低周谐摇)现象在尾斜浪航行状态很危险,会导致船舶倾覆。在迎

浪航行中亦观察到大幅度横摇现象,这种现象已被模拟试验及数值计算所证实,提出了各种数值计算方

法。

③冲击激励

陡的破碎波对船舷的冲击,会影响到船舶动力状态,引起船舶剧烈横摇,甚至吞没船舶,常发生于波浪

中航行的小船。这种现象不包括因冲击而产生的甲板室损害及进水的影响。

④分叉

船舶在波浪中的横摇响应,在同一波浪频率下,会从一个小幅度的横摇稳定状态跳跃到另一个大幅

度的横摇稳定状态。目前仅局限于规则