《第二代完整稳性第一层薄弱性衡准解读及在液化气船上的实船验证分析》.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SHIPBUILDINGOFCHINAMay2015文章编号：1000-4882(2015)S1-0058．06第二代完整稳性第一层薄弱性衡准解读及在液化气船上的实船验证分析郑双燕，付丽丽，柳卫东，吕烈彪(江南造船(集团)有限责任公司开发研究部，上海201913)摘要国际海事组织(IMO)JE在研究制定第二代完整稳性衡准，采用多层评估办法，以建立主要动力稳性失效模式下的船舶设计最低标准。通过对最新提出的第一层薄弱性衡准建议方案深

2、入解读，运用NAPA软件，对液化气船的纯稳性丧失、参数横摇以及骑浪，横甩三个衡准进行实船验证分析。关键词：第一层薄弱性衡准，液化气船，NAPA软件，实船验证中图分类号：U661．32文献标识码：A0引言已经生效的国际第一代完整稳性规则即(2008年国际完整稳性规则》是根据20世纪中期收集的船舶营运统计和气象衡准而制定的规则。基于经验背景和船舶静力学理论，用静水中静止船舶在横风、横浪作用下的复原力臂曲线来描述。它的主要缺陷是无法体现现代船舶水动力学研究的新成果，无法体现船舶类型及其操作和环境条件的多样化，仅仅是船舶稳性失效模式之一(瘫

3、船)，未涉及其它的稳性失效模式。长期以来，国际海事组织(O)稳性、载重线和渔船安全分委会(SLF)以及学术界均倾向于采用水动力学理论研究船舶稳性衡准，以改进现有完整稳性衡准规则体系。目前已确定的动稳性失效模式有5种：纯稳性丧失、参数横摇、骑浪／横甩、瘫船状态和过度加速度【1】。本文对最新提出的第二代完整稳性第一层薄弱性衡准建议方案进行深入解读。在此基础上，运用NAPA软件，对液化气船进行关于纯稳性丧失、参数横摇以及骑浪／横甩第一层薄弱性衡准的实船验证分析。1第二代完整稳性第一层薄弱性衡准第二代完整稳性衡准主要关注五种稳性失效模式，分

4、别为纯稳性丧失、参数横摇、骑浪／横甩、瘫船稳性和过度加速度等五种模式，可以采用三层评估方法，即第一层薄弱性衡准、第二层薄弱性衡准和稳性直接评估。三层评估方法的计算复杂性依次递增，评估的准确性也依次提高。只有在第一层薄弱性衡准没有通过的情况下，才进行第二层薄弱性衡准的评估；在无法通过第二层薄弱性衡准时，进行第三层稳性直接评估。在三层衡准评估都无法通过时，必须对船型进阿行重新设计或制定航行操作56卷增刊1(总第213期)郑双燕，等：第二代完整稳性第一层薄弱性衡准解读及在液化气船上的实船验证分析指南，以避免稳性失效的发生【2】。当一艘船舶

5、无法通过一、二层薄弱性衡准时，认为这艘船舶属于完整稳性意义上的“非常规’船型。1．1纯稳性丧失的第一层薄弱性衡准船舶在波浪中的复原力是变化的。当复原力变化过大，出现复原力小于某一个值或出现负值时，船舶就不能回到正浮状态，甚至有可能倾覆。这种状态就是纯稳性丧失。当船舶在随浪或尾斜浪中航行，并且船速与波速相当、船长与波长相近时，如果出现骑浪(即船中位于波峰位置)的状态，很容易发生纯稳性丧失。图1所示为纯稳性丧失发生的过程。撇相删卜tt静稳性(Gz)曲线图1纯稳性丧失发生的过程若船舶满足式(1)的条件时，则判断该船满足纯稳性丧失第一层薄弱

6、性衡准：>RpLA(1)式中，GMmi是波浪中稳性高的最小值；=min(1．83Fr，0．05)，单位是m如果满足条件：CR揣>1．。(2)则G可根据简化的静水中公式计算，若不满足，则需要采用第二层薄弱性衡准计算方法直接计算GMmi。上式中，D是型深，d是核定载况下的吃水，是型深处的的排水体积，是核定载况下的排水体积，w是吃水d处的水线面面积，系数CR是反应船体在核定载况下水线以上部分外形变化的一个量[3】。1．2参数横摇的第一层薄弱性衡准参数横摇是指阻尼较小的船遭遇到一定频率的波浪时，伴随着显著的纵摇、升沉运动在短时间内产生很大的

7、横摇角的非线性现象。当船舶在波浪中航行时，在满足下面的条件时，参数横摇非常容易发生。波长与船长相当，横摇周期等于两倍遭遇周期，船舶横摇阻尼较小，波高超过一定的数值。参数横摇是由于波浪中船舶的复原力随时间周期性的变化引起的，图2所示为参数横摇发生过程。若船舶满足式(3)的条件，则认为该船不易发生参数横摇：≤‰(3)式中，R=0．5，GM是核定载况下的初稳性高，AGM是波浪中初稳性高变化的幅值。如果满足条件CR。V(D。-V)RLA1．。，则△GM可根据简化的静水中公式计算，若不满足，则需要采用第二层薄弱．性衡准计算方法直接计算AGM。

8、56卷增刊1(总第213期)郑双燕，等：第二代完整稳性第一层薄弱性衡准解读及在液化气船上的实船验证分析!气船的压载和满载工况进行纯稳性丧失、参数横摇和骑浪／横甩第一层薄弱性衡准的实船验证和分析。2．1实船主要参数21000m3液化乙烯