文档介绍：2014年全国船舶稳性学术研讨会文集纯稳性丧失衡准实船分析研究周耀华1’2,张高峰2,牛业兴3,马宁4 (,上海,200030;,上海,200135; ,上海,202164;,上海,200030) 摘要:随着第二代完整稳性衡准的制定,作为一种独特的波浪中稳性问题,纯稳性丧失衡准即将在未来几年内作为建议性要求被国际海事组织(IMO)颁布执行并应用于实船设计。而当理论研究成果进行实际工程应用转化时,有必要进行大量适用性研究以便研究、提高该方法的鲁棒性。本文介绍了基于经验公式的Level l衡准和基于分析波浪中考虑物面非线性影响GZ曲线特征的Level 2衡准方法,通过分别采用这两种方法针对不同类型 38条实船的数值预报研究,分析了不同船型、尺度和装载工况的实船设计对于纯稳性丧失衡准的敏感性。在此基础上介绍了适用Level2衡准的两种进水角计算方法,通过对比研究分析了两种进水角计算方法对于敏感性预报结果的差异及其适用性。通过以上研究,本文对IMO现有衡准方案存在的问题提出了若干改进建议和未来研究方向. 关键词:纯稳性丧失;衡准;实船分析 1前言纯稳性丧失作为一种波浪中特有的稳性失效现象已被国际IMO列为了第二代完整稳性衡准之一。日本根据其客滚船的实船事故【l】起草了相应的稳性衡准及其标准值。针对一种全新制定的衡准方法开始工程应用时,非常有必要进行实船校核分析试用以便提高其鲁棒性。相对于传统静力学稳性衡准,纯稳性丧失衡准侧重于波浪中船舶GM值、GZ曲线等稳性特征,因此将有可能极大的影响船舶设计的导向。本文开展了大量实船校核计算, 分析了不同类型实船设计,并对比研究了进水角计算方法的影响。从而分析了现有衡准的适用性,针对IMO现有方案提出了改进建议。 2 IMO纯稳性丧失衡准方法介绍根据前期IMO各成员国开展的普通样船以及事故船校核结果,完整稳性通讯工作组(ISCG)最终确定采用航速条件作为是否需要进行纯稳性丧失衡准进一步校核的适用条件【2】。即仅当24m及以上船舶满足以下条件时,需进行衡准校核: 目2移毗4 (1) .109. 2014年全国船舶稳性学术研讨会文集其中:R为Froude数:屹为90%MCR时服务航速:￡为水线长;g=。 Level 1衡准基于经验公式【21,满足式(2)时判定船舶对于纯稳性丧失不敏感。 GM曲>尺舢(2) 其中:尽川=;GM晌为船舶处于一系列波浪中时考虑入射波面影响的若干初稳性高的最小值。对GM。;。的计算,须考虑船舶在一系列入射波相对位置时纵倾和升沉的平衡,即满足自由纵倾条件。计算采用规则入射波:入射波长2=L;入射波高h=;Sw=。入射波相对位置假定为:入射波峰与船舶重心纵向位置重合, 、、、,、、,总计10个位置。由于纵浪中船舶与波浪固定相对位置的稳性特征相同,因此航速、迎浪或随浪均不对计算结果产生影响。 ISCG经过讨论后同意所有海况均应采用Grim的等效波口翔理论换算为等效规则波。其中等效波波高采用下式计算: 砰(三)= (3) mo=e。吼玛ng(些Zg) ——Sll——l 冉(爿冉(科 A=173/-/,2瓦I‘4 Am。5exp(一Bm一、d∞彳∞。exp(一B国_4)din B=691瓦l。4 (4) %= g=(m/s2) (5) V工其中:皿谚为等效波波高;L为水线长;皿(m)为有义波高;乃(s)为波浪跨零周期。但对于具体的入射波条件尚未达成一致。目前存在两种备选方案,其中第一种(ISCG )将不规则波的海浪散布图进一步采用等效波理论简化为换算出的16个等效规则入射波,权重因子、波长和波陡见表l。第二种方案(ISCG编号Option 6-B)则直接采用际船级社协会(IACS)推荐的不规则波散布图【4】(见图1)。 2014年全国船舶稳性学术研讨会文集裹1第一种入射波条件 t33,∞5量'∞4鼍9 65 n7 ∞nO OO nO OO ∞00 a3 瞄D删舶咖捌础'” m oo 懈5 伽M 删脚渊啪j ∞ 02 OO OO 02 3‘0棚B5重魁S鹭7S0 5∞”翘躔O 35 Oe OO ∞OO On '35‘3越呻喀鞠贸5签∞占珊1 319 69 n2 翻O 枷蝴黜删"撇蝴J