船舶初稳性的解释(船舶初稳性方程为)

2022-11-24 21:54 点击:233 编辑:邮轮网

1. 船舶初稳性方程为

计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)20世纪50年代以来,随着计算机的发展而产生的一个介于数学、流体力学和计算机之间的交叉学科,主要研究内容是通过计算机和数值方法来求解流体力学的控制方程,对流体力学问题进行模拟和分析。

流体力学和其他学科一样,是通过理论分析和实验研究两种手段发展起来的。很早就已有理论流体力学和实验液体力学两大分支。理论分析是用数学方法求出问题的定量结果。但能用这种方法求出结果的问题毕竟是少数,计算流体力学正是为弥补分析方法的不足而发展起来的。

2. 船舶初稳性计算

稳性衡准 主要有两方面:

1. 气象衡准:也是突风和横摇衡准,该衡准规定船舶所受风浪等外力,计算出侧倾力矩和船舶复原力矩,如果船舶复原力矩大于等于侧倾力矩,则认为船舶满足气象衡准的稳性要求。

2. 稳性曲线特征:不同船舶稳性曲线形状差别很大,这种稳性曲线的形状差别对船舶稳性产生不同影响。根据统计结果,IMO法规对船舶稳性曲线的特征值做了规定。这些规定的具体内容可以参考IMO的solas或者《船舶静力学》、《船舶动力学》和《船舶设计原理》相关内容。

3. 船舶的初稳性高度

装运散装谷物的船舶在整个航程中的稳性特征值,考虑到谷物移动产生的倾侧力矩后,至少应能满足下列要求: (1)由于谷物移动使船舶产生的横倾角不大于12°. (2)在静稳性曲线上,到达倾侧力臂曲线与复原力臂曲线的纵坐标最大差值的横倾角或40°或进水角,取其中较小者;该两曲线之间的剩余面积A,在所有装载情况下应不小于0.075m2rad. (3)经对各液体舱内自由液面的影响修正后,初稳性高度应不小于0.3m.

4. 影响船舶初稳性的因素

船舶稳性的核准条件是初稳性高度GM值的大小,消除自由液面的影响后,一般货船GM值不能小于0.30米;木材船不得小于0.15米。

5. 衡量船舶初稳性的主要指标

总体原则下重上轻 实在不行打压载水 不过压载水主要是用来调节用的 打太多会影响船舶的载重 只要做好配载图,合理积载就没问题 船舶稳性不是越大越好的 , 有一个标准范围 稳性过小影响行驶安全 稳性过大摇摆周期小 会造成人员不适和设备受到影响。

6. 船舶初稳性高度的安全范围

影响船舶稳性主要因素有船舶的主尺度、货物配载、结构形式和长宽比。船舶设计初期,由设计单位根据用途和船东要求进行设计,过程中要根据航区和船舶类型计算稳性并核准。建造完成后要通过稳性试验并出具稳性计算书和稳性手册。

船舶在营运过程中,由船上的大副负责货物配载,以保证安全。

7. 船舶动稳性曲线

稳性计算公式

1. 重心Ζi的确定: 1) Ζi= pj · zj / pj 2) Zj=Hj · Сhj + Bj (Hj = Hc ·Vj / Hc—货舱高度, Vj—每层货堆体积 Vch----舱容 Сhj 中部货舱取0.5,首尾部货舱可取0.54~0.58)

2. GMf=ρi·xi /Δ 1) 等腰梯形 xi=1/48a·(b1 + b2)· (b1" + b2") 2) 等腰三角形 xi=1/48a·b# 3) 矩形 xi=1/12a·b# 装满98%以上的舱容的非液货舱可不计自由液面影响; 满载液货舱应按装载98%舱容高度横倾5°计算自由液面影响; 除上述规定外,各类液舱应按装载50%舱容液体的自由液面计算其影响

3. 少量载货变动的计算法: δκg = ΚG2-ΚG1 = -∑Pi(KG1-Zi) / (Δ+∑Pi) KG= ∑Pi*Zi /Δ

4. 船舶横倾角的调整: P=Δ·GM·tgθ / Y 5. 垂向移动载荷: GM=P*Z'/Δ P H - P L= P PH · SF H= PL · SF L

6.选择合适的舱位加减少量货物. P·(KG0-Z)=( Δ+P)·GM

8. 船舶的初稳性

  船舶在小角度倾斜过程中,倾斜前、后的浮力作用线的交点,与倾斜前的浮心位置的线段长,称为纵稳性半径。  船舶的初稳性(正常航行和静态时的稳定度)是由船舶的重心、浮心(船体排开的水的重心),漂心(水线面积中心)、水面上面积、船体形状以及减摇装置(比如舭龙骨)决定的.对于一个确定的船型(就是我们要做的模型),那么唯一可做就是就是降低重心了.虽然在实船上重心不是越低越好,但对于模型来讲,重心低造成的船舶横摇周期小的问题是不被考虑的,所以可以放心大胆的将有重量的设备(电池、电机)尽量低置,就可以增加稳性了  船舶的稳定性  船舶的稳定性是指船舶在有限的作用下不会倾覆,倾侧力消失后能恢复到正常状态的能力.  船舶在航行中受到侧面风浪作用倾侧.假设船体向右倾斜,如果船上的货物不移动,重心位置就不会有变化.但由于左面一部分体积露出水面,右边同样大小的体积浸入水中,因此浮心向右移动.如果重心比较低,或者船身比较宽,浮心向右移动相对比较大,浮力作用线就会移到重力作用线的右侧.这时候,浮力的力矩会使船体回复到正常状态.如果重心比较高,或者船体比较窄,浮力向右移动相对较小,浮力作用线在重力作用线的左侧.这时候,浮力的力矩会继续使船体倾侧.这两种情况,前一种是稳定的,后一种是不稳定的.  如果重心在浮力的下面,船体倾侧后,浮力的力矩一定会使船体回复到正常状态.因此,重心低于浮力的船舶一定是稳定的.为了使船舶具有良好的稳定性,要设法增加船体的宽度,并且尽可能降低船舶的重心位置.  浮力的作用线同船体的中心线相交于M点,M点叫稳心.当稳心高于重心的时候,船舶是稳定的;当稳心低于重心的时候,船舶是不稳定的.稳心到重心的距离叫做稳心高度.稳心高低越大,船体的稳定性越好.一半船舶在倾侧10°~15°的情况下,稳心高度大约从零点几米到几米.舰船模型的稳心高度可以按比例缩短.

9. 船舶稳性曲线

在船舶设计中改善稳性的措施有:

①合理调整B(或B/T)、水线面系数、重心高度,适当控制初稳性高度。

②尽可能降低,增大D/T(或F/T),采用大的舷弧和外飘的横剖线,控制好静稳性曲线的形状特征。

③注意液舱数量及大小的布置,尽量减少自由液面对初稳性和稳性曲线的影响。

④增大横摇阻尼(如设置舟比龙骨,减小舟比部半径等),减小横摇角。

⑤减小横倾力矩(如:控制好上层建筑的布置,减小受风面积及风压中心的高度;限制旅客横向活动范围;降低拖钩位置;防止货物横向移动等)。

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