《船舶纯稳性丧失薄弱性衡准样船计算分析》.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)S1．0193．08船舶纯稳性丧失薄弱性衡准样船计算分析马坤，甘鄂，谢微(大连理工大学装备结构分析国家重点实验室船舶工程学院，大连116024)摘要纯稳性丧失是目前国际海事组织IMO正在组织制定的第二代完整稳性衡准五大失效模式之一。基于IMOSDC1／INF．8纯稳性丧失薄弱性衡准草案，开发了纯稳性丧失薄弱性衡准第一层、第二层意大利方法和第二层日本方法计算程序。通过对Cll船的薄弱性衡准计算，验证了

2、程序的正确性，并对13艘船舶共39种载况进行样船计算，对纯稳性丧失第一层薄弱性衡准和第二层薄弱性衡准的一致性进行了分析，为纯稳性丧失薄弱性衡准的制定提供依据。关键词：第二代完整稳性；纯稳性丧失；薄弱性衡准；失效概率中图分类号：U661．22；U661．32文献标识码：A0引言第二代完整稳性衡准相对第一代完整稳性衡准的显著进步是考虑了波浪海况上的动态稳性，更全面地评价船舶安全状况。纯稳性丧失衡准和其他稳性失效模式相同都是由简单到复杂分成三个层次，其安全裕度随计算复杂程度的增加而降低。当用简单方法计算不能通过衡准时采用较复杂的方法继续判断，直至第三层仍无法通过则判断船舶会发生纯稳性丧失。其中的第一

3、层和第二层衡准统称为薄弱性衡准。本文根据IMOSDC1／INF．8纯稳性丧失薄弱性衡准草案【1j以及相关文件开发了第一层和第二层衡准计算程序，对Cll集装箱船进行计算，并与中船重工702研究所的计算结果进行对比，验证了程序的正确性。最后对13艘船舶共39种载况进行计算，涵盖了渔政船、客渡船、滚装船、油船、巡逻船和看护船等多种船型，并对计算结果进行分析，为纯稳性丧失薄弱性衡准的制定提供参考依据。1纯稳性丧失薄弱性衡准纯稳性丧失薄弱性衡准草案要求被校核船舶的船长L>24m，服务航速对应的弗劳德数大于0．24的船舶。按式(1)计算：厅：1(1)4gL当船舶弗劳德数小于0．24时，则认为船舶不会发生纯

4、稳性丧失，无需进行纯稳性丧失薄弱性衡准基金项目：工信部船舶第二代完整稳性衡准技术研究(20121533])194中国造船学术论文校核。1．1第一层衡准第一层纯稳性丧失薄弱性衡准采用纵浪中的初稳性高最小值G^作为判断参数。根据IMO．SDC1／INF．8文件⋯，当船舶满足式(2)时就认为该船在此载况下不会发生纯稳性丧失。G>(2)式中，衡准值=rain(1．83d(Fr)，0．O5)，单位为m，d为对应载况吃水。1．2第二层衡准对于不满足第一层纯稳性丧失薄弱性衡准的船舶就需要进行第二层纯稳性丧失薄弱性衡准的计算。第二层计算的实质是计算船舶发生纯稳性丧失失效模式的概率。第二层考虑三个方面的失效概率

5、，分Ⅳ∑：别是基于稳性消失角、失稳横倾角和最大复原力臂的纯稳性丧失失效概率(C，，)，然后取其最大者作为纯稳性丧失失效概率c。稳性消失角、失稳横倾角和最大复原力臂可从船舶在波浪中的复原力臂曲线图上获得。三个方面失效概率的计算公式如下：N=c=r●●1【eO

6、需要计算当船舶重心位于波峰位置，以及向船首和船尾方向间隔0．1倍船长移动直至船首及船尾位置的复原力臂曲线。计算各个位置时的稳性消失角、失稳横倾角和最大复原力臂，对于稳性消失角和最大复原力臂取其最小值，对于失稳横倾角则取最大值，然后与相应的界线值进行比较确定C1，C2，C3。在纯稳性丧失薄弱性性准校核过程中，对计算环境条件及规则波波浪参数的确定是纯稳性薄弱性衡准校核的重点之一。目前，意大利和日本对此提出了不同的计算方法(分别对应草案的6-A和6-B)。意大利方法【】根据布氏波谱将北大西洋的波浪分布图转化为l6种波形；日本方法【3】贝0将船长因素考虑在内，根据GRIM有效波概念，将北大西洋波浪分布

7、图表在不同船长下进行预先处理，需要求出272个等效波高。第二层薄弱衡准判断条件是：如果a>。那么就认为船舶是薄弱的。对于RPL。，6一A方法中的建议值为0．06，6．B方法中的建议值则为0．15。2程序开发及验证基于上述纯稳性丧失薄弱性衡准计算方法，采用VB6．0语言开发了纯稳性丧失薄弱性衡准计算程序，以Cll集装箱船为算例将本程序的计算结果与702所的计算结果进行对比分析，验证程序的正确性。56