船型参数对骑浪∕横甩薄弱性衡准影响研究.pdf

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1、船型参数对骑浪/横甩薄弱性衡准影响研究*封培元,陆志妹,余滋红,杨素军,范佘明(中国船舶工业集团公司第七〇八研究所，上海200011)摘要：骑浪/横甩是IMO船舶第二代完整稳性的五种失效模式之一，是一种基于概率的稳性衡准，制定规范的目的是更有效地保障船舶在实海域中的航行安全，确保不发生稳性失效情况。本研究中，以IMO有关成员国提出的最新版骑浪/横甩薄弱性衡准草案为基础，基于自主开发的骑浪/横甩薄弱性衡准校核软件，针对围网渔船开展了样船计算和比较分析，研究IMO正在制定的骑浪/横甩薄弱性衡准方法对该类船型的适用情况，分析船型参数对骑浪/横甩

2、薄弱性衡准的影响，为我国参与国际法规制定，提出针对骑浪/横甩薄弱性衡准的提案提供技术支撑和依据。关键词：第二代完整稳性；骑浪/横甩；衡准校核软件；样船计算；船型参数中图分类号：U661.2文献标识码：AInfluenceofshipmainparticularsonsurf-riding/broachingvulnerabilitycriteriaFENGPei-yuan,YUZi-hong,YANGSu-jun,FANShe-ming(MarineDesign&ResearchInstituteofChina,Shanghai20001

3、1,China)Abstract：Surf-riding/broachingisoneofthefivestabilityfailuremodestobeincludedintotheIMOSecondGenerationIntactStabilityCriteria,whicharerisk-basedstabilitycriteriathatcanensurethesafetyofshipsinactualseawaysmoreeffectively.Inthisstudy,thelatestdraftofIMOsurf-riding

4、/broachingcriteriaisadoptedasthebasistodevelopthecriteriachecksoftware.Sampleshipcalculationsareperformedfocusingonpurseseiners,inordertodiscusstheapplicabilityofthecurrentIMOdraftcriteriaonthisshiptype,andtoanalyzetheinfluenceofshipparticularsonthecriteria.Thisstudyprovi

5、destechnicalsupportanddataforChinatosubmitproposalsonsurf-riding/broachingvulnerabilitycriteriatoIMO.Keywords：Secondgenerationintactstability;Surf-riding/broaching;Criteriachecksoftware;Sampleshipcalculations;Shipparticulars0引言当前世界上大部分国家采用的是横浪稳性规范，但是在实际航行中，许多满足横浪稳性规范的船舶仍可

6、能在斜浪或随浪等航行过程中发生倾覆事故。为了更好地保障船舶在波浪中的航行安全，IMO正在加紧研究第二代完整稳性衡准规范，新纳入了五种稳性失效模式：参数横摇、纯稳性丧失、瘫船稳性、过度加速度和骑浪/横甩。其中，骑浪/横甩现象最具动力特性，也是当前研究最少和最亟*基金来源：国家自然科学基金（51579144）；工信部高技术船舶科研项目（K24352）；装备预研项目（41407010202）135待深入探索的一种模式，是船舶水动力学研究的前沿问题之一。在随浪中高速航行的舰船突然失去航向保持能力并发生急速转向，此时尽管使用了最大舵角仍然不能维持预

7、定的航向并且伴有猛烈的艏摇，同时产生大角度横倾的现象被称为横甩。横甩直接危及舰船在波浪中的航行性能和安全，特别是对于渔船和交通艇等高速小型船舶。一般认为，骑浪是发生横甩的前提条件。所谓骑浪，就是船舶在随浪中逐渐被波浪捕获，使得航速与波速相近并处于波浪下坡面的现象。航行实践和船模试验都表明骑浪是一种十分危险的状态，1945年一艘葡萄牙的驱逐舰在亚绍尔岛附近就遭遇了横甩，船体产生了67度的横倾角，险些倾覆。[1-2]为探明骑浪/横甩现象的发生机理，众多学者对此开展了深入的研究。Maki和Umeda等采用分岔理论和梅林科夫方法分别讨论了船舶在随

8、浪和尾斜浪下骑浪运动的阀值，通过Melnikov方法分[3]析异宿分岔并采用解析公式得到了骑浪运动的阀值；Wu和Spyrou等通过将纵荡运动方程转化为动力系统的振动方程，采用推广的Melnik