《船舶纯稳性丧失薄弱性衡准计算研究》.pdf

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1、56卷增刊1(总第213期)中国造船Vo1．56Special1(SerialNo．213)2015年5月SHBUⅡ．DDiG0FCHINAMay2015文章编号：1000-4882(2015)SI一0009—06船舶纯稳性丧失薄弱性衡准计算研究鲁江，卜淑霞，王田华，顾民(中国船舶科学研究中心，无锡214082)摘要国际海事组织(IMO)第二代完整稳性衡准工作组正在制定纯稳性丧失薄弱性衡准。在最近的SDC1会议上提出了新的衡准草案，并在会议期间进行了新的补充。论文首先分析了最新草案中纯稳性丧失的衡准方法；其次选取不同的船型在不同的工况

2、下进行计算分析，研究了目前衡准值的可行性，为IMO船舶纯稳性丧失衡准的制定提供技术支撑。关键词：纯稳性丧失；薄弱性衡准；第二代完整稳性衡准中图分类号：U661．32；U692．7+2文献标识码：A0引言近年来，国际海事组织正在制定船舶第二代完整稳性衡准，目前己确定第二代完整稳性衡准包括薄弱性衡准和稳性直接评估，其中薄弱性衡准又分为两个层次【1】。船舶首先需要进行第一层薄弱性衡准的判定，对于不符合该层要求的船舶，需要进行第二层衡准的判定。如果船舶不满足薄弱性衡准的要求，需要进行稳性直接评估引。本文根据最近SDC1次会议文件【4J及会议期

3、间】提出的草案进行了船舶纯稳性丧失这一稳性失效模式的薄弱性衡准分析与研究。首先对草案中纯稳性丧失的衡准方法进行了分析；其次选取了21艘样船的压载状态、22艘样船的满载状态、2O艘样船的设计吃水状态进行了样船计算，船型涉及到集装箱船、油船、渔船、散货船、LNG船、滚装船和客货船，还包括意大利给出的稳性较差的研究用船。重点对纯稳性丧失的第一层和第二层薄弱性衡准方法进行分析，通过对样船的分析比较，研究了目前衡准方法的适用性和合理性，给出了第二层薄弱性衡准标准值的选取建议。1薄弱性衡准根据最新的提案以及此前的研究，目前一致认为仅在船长大于24

4、m，弗劳德数Fr>0．24时才可能发生纯稳性丧失，故薄弱性衡准仅在满足这两个条件时才适用。1．1第一层薄弱性衡准假定船舶满足式(1)条件，则认为该船不易发生纯稳性丧失。GMmi>LA(1)式中：RpLA=0．05m；是考虑自由液面修正后的最小稳性高，如果满足式(2)条件，则可利用简化公式(3)计算；如果不满足该条件，可假设2=L，h=0．0334L，且波峰位于重心处，每隔0．1倍船长中国造船学术论文直接计算波浪中GM的最小值，继而计算波浪中GM的变化。一1．0(2)(D—d)GMmi．=KB+IL—KG(3)式中：是吃水等于型深的排水

5、体积；，L是较低吃水对应的水线面惯性矩；KB是浮心垂向高度，KG是重心垂向高度。1．2第二层薄弱性衡准若船舶不满足第一层薄弱性衡准，需要进行第二层薄弱性衡准的计算。根据IMO的提案，如果max(CRI、CR2、CR3)’C1-‘·一Ili=1ⅣCR2：∑W,C2(4)i=l

6、N=∑W,C3，式中：是权重系数，根据波浪条件确定，目前提出了两种不同的波浪条件；系数Cl、C2、C3是不同的衡准条件，利用公式(5)确定。c1‘：』l0z(5)otherwisec3‘：』【0<，otherwise式中：是考虑自由液面修正后的稳性消失角，单位为(。)，RpLl=30。；≯是当GZ=RPL3时所对应的稳性横倾角，单位为(。)，loll是最大的负稳性横倾角，单位为(。)；RpL2=15。、RPL2b=25。；6rZ考虑自由液面修正后，每个船．波相对位置都有最大回复力矩，取10个

7、位置处最大回复力矩的最小值作为GZr(单位为m)，RPL3=8(H,／；Od"Fr2。2样船计算结果本文按照最新的薄弱性衡准草案分别对不同的船型进行了样船计算，涉及到满载、压载、设计吃水状态，计算结果如表1～表4所示，表中列出了第一层薄弱性衡准与第二层薄弱性衡准方案A和方案B的计算结果，衡准不合格的数据均已标出。从计算结果可以看出：(1)对于第一层薄弱性衡准，列出不同装载状态的不合格率(表1)，可以看出满载状态最容易发生纯稳性丧失，而轻载状态最不易发生。对于不同的船型可以看出集装箱船比较容易发生纯稳性丧失，14中国造船学术论文参考文献

8、Updateddraftvulnerabilitycriteriaoflevelsland2forthefailuremodesofpurelossofstabilityandparametricroll[R]．18th