4300dwt散货船静水力性能及完整稳性计算
船舶稳性研究是船舶行业中一个非常重要、非常复杂的课题。它是船舶最重要的性能之一,是船舶安全航行的基本保障,也是船舶检验的主要内容之一,其重要性显而易见。不少国家投入了大量的科研资金和科研人员积极展开这一领域的研究,以推动船舶稳性的研究进展。然而,船舶稳性研究又是相当复杂的。由于实际船舶航行于两种流体之间的界面上,并且船舶稳性涉及环境条件、船舶技术条件和操作要素等许多因素,故而稳性的改善可能又会导致船舶其它性能的恶化。因此这一方面研究虽有几百年的历史,至今还没有形成一个理论上成熟的综合考虑船型要素、环境条件和倾覆机理等因素的稳性衡准。目前,船舶完整稳性研究方法主要包括:理论研究、模型试验和数值模拟。本文着重对稳性理论研究的方法作一综述。根据任务书以及型线图、基本结构图、总布置图等相关资料对4300DWT散货船进行静水力性能和完整稳性计算。该船总长91.18米，垂线间长84.8米，型宽15米，型深7.6米，设计吃水6.15米，载货量4300吨，为近海有限航区船舶。设计主要由两部分组成：第一部分为计算，即根据型线图及型值表利用梯形法进行静水力性能计算、船舶最小干舷计算、初稳性计算和大倾角稳性计算，并根据船舶设计规范要求，校核船舶浮态稳性以及干舷是否符合要求；第二部分为绘制图线，即根据前述计算结果绘制静水力曲线图、载重线标志及水尺图、邦戎曲线图和静稳性曲线图。通过计算和绘图过程得出结论，本设计船舶静水力性能优秀，稳性及适航性均满足规范要求。关键词：散货船；静水力；稳性；梯形法 目录
第一章 绪论 1
1.1选题的意义 1
1.2研究现状 1
1.2.1 完整稳性研究 1
1.2.2 破舱稳性研究 2
1.3 基本情况 3
第二章 静水力性能计算 4
2.1 概述 4
2.1.1 梯形法 4
2.1.2 端点坐标修正 4
2.1.3 静水力曲线 4
2.2 计算表格 5
2.3静水力计算书 17
2.4静水力曲线 18
第三章 船舶干舷计算 20
3.1 概述 20
3.2 主要尺度 20
3.3最小干舷计算 20
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
/> 2.1.1 梯形法 4
2.1.2 端点坐标修正 4
2.1.3 静水力曲线 4
2.2 计算表格 5
2.3静水力计算书 17
2.4静水力曲线 18
第三章 船舶干舷计算 20
3.1 概述 20
3.2 主要尺度 20
3.3最小干舷计算 20
3.3.1 基本干舷F0 20
3.3.2船长修正 f1 20
3.3.3 方形系数修正 f2 21
3.3.4 型深对干舷修正f3 21
3.3.5 上层建筑和围蔽室对干舷的修正f4 21
3.3.6舷弧修正 f5 21
3.3.7 最小干舷 22
3.4 干舷勘定 22
3.5结论 22
3.6水尺图 22
第四章 邦戎曲线 23
4.1概述 23
4.2相关运算表格 23
4.3 邦戎曲线图 34
第五章 稳性计算 35
5.1 初稳性计算 35
5.1.1 概述 35
5.1.2 本船主要要素 35
5.1.3 典型载况重量重心计算 36
5.1.4 各载况浮态稳性计算 40
5.2 大倾角稳性计算 41
5.2.1概述 41
5.2.2相关运算表格 41
5.3 满载出港进水角曲线 71
5.4 静稳性曲线 71
5.5 稳性衡准校核 73
5.5.1 满载出港 73
5.5.2 满载到港 74
5.5.3 压载出港 74
5.5.4 压载到港 74
结论 75
致 谢 76
参考文献 77
附 录 77
第一章 绪论
1.1选题的意义
在整个世界经济快速发展的背景下，中国经济也在飞速发展，船舶行业特是船舶运输在经济发展的过程中起到了巨大的作用。但是随之而来的是海上事故的增加，虽然海船的稳性事故比起其他类型的事故较为少见，但是其后果却非常严重，船舶稳性的丧失往往意味着船舶连带货物沉没的损失，此外船舶倾覆的时间较短，船上人员的生命也会受到严重威胁。尽管船舶建造时，对各种典型装载情况均进行了计算以及校核使其满足稳性衡准要求，但是船舶在使用过程中，可能因为操作不当、风浪、货物人员位移的影响使稳性受到影响，甚至发生倾覆事故。因此，近年来，为了进一步保障船舶的安全和防止海洋环境污染，国际公约和规则对船舶稳性的要求越来越高，今后任有更从严的趋势。现行的国际公约和规则，除了小型船舶外，几乎对所有各型运输船舶都有破舱稳性的要求，对客船和油船还有具体的分舱规定。所以，我们有必要计算校核船舶的浮态稳性，以确保其适航性和抗沉性满足要求。
1.2研究现状
1.2.1 完整稳性研究
完整稳性即船舶未破损状态下的稳性。早期人们集中于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；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。
通过对一些船舶倾覆事故的模拟试验，发现符合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。
（1）静稳性损失。静稳性损失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，若受到波浪或其他横向力的作用，会导致船舶倾覆。
（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较少所产生的动稳性损失。这种模式中倾覆的船舶主要有下列现象：
尾斜浪中大幅度横摇。当船舶剧烈横摇到下顺风时，波峰处于船中，在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。
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倍自摇周期情况。这种参数激励现象在尾斜浪航行状态很危险，会导致船舶倾覆。
转首。转首是指波浪中航行的船舶，由于波浪干扰一起的首向角大幅度变化，并转向横浪的现象。如处于骑浪状态的船舶受到横向力作用而突然转到横浪状态，将是很危险的。
1.2.2 破舱稳性研究
1. 模型试验
近年来，国际上进行了大量试验。试验都是针对破损事故船舶进行的。主要研究内容有：破舱船舶的抗倾覆能力，影响舷侧碰撞破损的主要因素，影响破损稳性的内部舱壁结构形式等。研究的重点是船舶破损后在海浪中的运动、甲板上浪的水量、水深及破损位置的相对运动等，以及破损开口形状对进水速率的影响等。
2.数值模拟技术分析
破损船舶的动力性能及进水过程是一个高非线性的变化动力系统，必须使用时域模拟方法。且前面关于破损船舶动力性能的研究包括下列方面：破损船舶动力模型——采用非线性的六自由度耐波模型，能同时考虑漂移以及质量、质心、平均姿态、环境扰动等随时变化的因素。水进入及流出模型——应考虑在恶劣海况中多
第一章 绪论 1
1.1选题的意义 1
1.2研究现状 1
1.2.1 完整稳性研究 1
1.2.2 破舱稳性研究 2
1.3 基本情况 3
第二章 静水力性能计算 4
2.1 概述 4
2.1.1 梯形法 4
2.1.2 端点坐标修正 4
2.1.3 静水力曲线 4
2.2 计算表格 5
2.3静水力计算书 17
2.4静水力曲线 18
第三章 船舶干舷计算 20
3.1 概述 20
3.2 主要尺度 20
3.3最小干舷计算 20
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
/> 2.1.1 梯形法 4
2.1.2 端点坐标修正 4
2.1.3 静水力曲线 4
2.2 计算表格 5
2.3静水力计算书 17
2.4静水力曲线 18
第三章 船舶干舷计算 20
3.1 概述 20
3.2 主要尺度 20
3.3最小干舷计算 20
3.3.1 基本干舷F0 20
3.3.2船长修正 f1 20
3.3.3 方形系数修正 f2 21
3.3.4 型深对干舷修正f3 21
3.3.5 上层建筑和围蔽室对干舷的修正f4 21
3.3.6舷弧修正 f5 21
3.3.7 最小干舷 22
3.4 干舷勘定 22
3.5结论 22
3.6水尺图 22
第四章 邦戎曲线 23
4.1概述 23
4.2相关运算表格 23
4.3 邦戎曲线图 34
第五章 稳性计算 35
5.1 初稳性计算 35
5.1.1 概述 35
5.1.2 本船主要要素 35
5.1.3 典型载况重量重心计算 36
5.1.4 各载况浮态稳性计算 40
5.2 大倾角稳性计算 41
5.2.1概述 41
5.2.2相关运算表格 41
5.3 满载出港进水角曲线 71
5.4 静稳性曲线 71
5.5 稳性衡准校核 73
5.5.1 满载出港 73
5.5.2 满载到港 74
5.5.3 压载出港 74
5.5.4 压载到港 74
结论 75
致 谢 76
参考文献 77
附 录 77
第一章 绪论
1.1选题的意义
在整个世界经济快速发展的背景下，中国经济也在飞速发展，船舶行业特是船舶运输在经济发展的过程中起到了巨大的作用。但是随之而来的是海上事故的增加，虽然海船的稳性事故比起其他类型的事故较为少见，但是其后果却非常严重，船舶稳性的丧失往往意味着船舶连带货物沉没的损失，此外船舶倾覆的时间较短，船上人员的生命也会受到严重威胁。尽管船舶建造时，对各种典型装载情况均进行了计算以及校核使其满足稳性衡准要求，但是船舶在使用过程中，可能因为操作不当、风浪、货物人员位移的影响使稳性受到影响，甚至发生倾覆事故。因此，近年来，为了进一步保障船舶的安全和防止海洋环境污染，国际公约和规则对船舶稳性的要求越来越高，今后任有更从严的趋势。现行的国际公约和规则，除了小型船舶外，几乎对所有各型运输船舶都有破舱稳性的要求，对客船和油船还有具体的分舱规定。所以，我们有必要计算校核船舶的浮态稳性，以确保其适航性和抗沉性满足要求。
1.2研究现状
1.2.1 完整稳性研究
完整稳性即船舶未破损状态下的稳性。早期人们集中于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；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。
通过对一些船舶倾覆事故的模拟试验，发现符合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。
（1）静稳性损失。静稳性损失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，若受到波浪或其他横向力的作用，会导致船舶倾覆。
（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较少所产生的动稳性损失。这种模式中倾覆的船舶主要有下列现象：
尾斜浪中大幅度横摇。当船舶剧烈横摇到下顺风时，波峰处于船中，在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。
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倍自摇周期情况。这种参数激励现象在尾斜浪航行状态很危险，会导致船舶倾覆。
转首。转首是指波浪中航行的船舶，由于波浪干扰一起的首向角大幅度变化，并转向横浪的现象。如处于骑浪状态的船舶受到横向力作用而突然转到横浪状态，将是很危险的。
1.2.2 破舱稳性研究
1. 模型试验
近年来，国际上进行了大量试验。试验都是针对破损事故船舶进行的。主要研究内容有：破舱船舶的抗倾覆能力，影响舷侧碰撞破损的主要因素，影响破损稳性的内部舱壁结构形式等。研究的重点是船舶破损后在海浪中的运动、甲板上浪的水量、水深及破损位置的相对运动等，以及破损开口形状对进水速率的影响等。
2.数值模拟技术分析
破损船舶的动力性能及进水过程是一个高非线性的变化动力系统，必须使用时域模拟方法。且前面关于破损船舶动力性能的研究包括下列方面：破损船舶动力模型——采用非线性的六自由度耐波模型，能同时考虑漂移以及质量、质心、平均姿态、环境扰动等随时变化的因素。水进入及流出模型——应考虑在恶劣海况中多
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jtgc/cbyhy/448.html
