PDF《刘大刚大风浪中船舶安全性评估方法综述》

第 3卷 第 1期 2003年 3月 交通运输工程学报Journal of Traffic and Transportation Engineering Vol.

3 No.

1 M ar.

2003 收稿日期: 2002-10-18 基金项目: 国家教育部博士学科点专项基金项目 ( 2000015105) 作者简介: 刘大刚 ( 1961-) ,男 ,辽宁大连人 ,大连海事大学副教授 ,博士生 ,从事航海气象和交通运输安全研究 . 文章编号: 1671-1637( 2003) 01-0114-05 大风浪中船舶安全性评估方法综述 刘大刚 , 郑中义 ,吴兆麟 (大连海事大学 航海学院 ,辽宁 大连 116026) 摘要: 大风浪中船舶安全性评估问题是航海人员和海事管理部门都十分重视的研究课题. 寻找使 用方便且行之有效的大风浪中船舶安全性评估方法也一直是交通运输安全保障方向的研究人员所 追求的目的之一.通过对各种大风浪中船舶安全性评估方法较为全面的介绍和总结 ,对各种方法的 优缺点进行了比较分析 ,并提出了今后研究工作的方向和重点. 关键词: 船舶;

大风浪;

安全性;

评估;

综述 中图分类号: U698 文献标识码: A Review on safety assessment for ships under heavy sea L IU Da- gang , Z HEN G Zhong-yi ,WU Zhao- lin ( School of Navigation, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China) Abstract : Safety assessment for ships under heavy sea is a very important topic to learn for both deck officers and marine authorities. Seeking for safety assessment methods that are easy to operate is one of the most important aims for researchers. This paper comprehensively introduced and summarized different kind methods of safety assessment for ships under heavy sea, a comparative analysis for both their merits and demerits w as given, and the orientation and focal point for the future research was pointed out.

4 tabs,

1 fig,

17 refs. Key words: ship;

heavy sea;

safety;

assessment;

review Author resume : LIU Da-gang ( 1961-) , male, an associate professor of Dalian Maritime University, engaged in research of meteorology and safety of ship transportation. 大风浪对船舶安全的影响历来受到航海者的重 视 ,当海上的水文气象条件非常恶劣时 ,由于风浪对 船舶的作用力加大 ,不但船舶的适居性和使用性会 受到很大影响 ,而且可能给船舶造成致命的危险. 因此,对大风浪中船舶安全性评估问题的研究由来已 久 ,使用的方法也是多种多样. 这些方法可谓各有千 秋 ,但是也各有其局限性. 了解以往研究所用的各种 评估方法及其研究成果 ,分析比较各种评估方法的 优缺点 ,对于进一步完善大风浪中船舶安全性的评 估手段 ,找到更加方便、合理、准确的评估方法 ,减少 船舶在大风浪中发生危险的可能性 ,无疑有着重大 的意义. 为此 ,本文力图对以前的研究进行较为全面 的归纳和分析 ,对各种评估方法及其研究成果和各 种评估方法的优缺点给予介绍 ,并提出了大风浪中 船舶安全性评估问题今后研究工作的方向和重点.

1 各种大风浪中船舶安全性评估方法 1.

1 通过单项重要指标评估船舶的安全性 1. 1.

1 根据海浪情况结合船舶状态来评估船舶安 全性的方法 文献 [1 ]提出根据海浪情况结合船舶状态来评 估船舶安全性的方法 ,根据不规则波的理论 ,横摇主 成分波的波长大致在 30H1 /3与50H1 /3之间;

纵摇和 垂荡主成分波的波长大致在船长与最大能量波 ( 40H1 /3 )之间. 当船舶的谐摇波长位于主成分波长 区间内时 ,船舶就会处于所谓临界状态 ,这时 ,船舶 将出现谐摇 ,即船舶的横摇或纵摇和垂荡都会非常 严重 ,甚至出现严重的砰击和上浪. 因此 ,可根据船 舶进入大风浪区之前所收到的海浪预报资料 ,分别 求出对船舶横摇、纵摇和垂荡起主要作用的主成分 波的波长 ,再根据船舶的载态求出自身相应的的谐 摇波长 ,并由此来评估船舶的航行是否有危险. 1. 1.

2 船舶抗风等级和抗浪等级 文献 [ 2]提出船舶抗风等级和抗浪等级的公式 为V10 =

77 10 Zf 0.

125 lq D /K Af Zf ( 1) h = 2(M0 /g + K1 DLw

1 - K2W0 Lw

1 -

1 2∑ Pi Xi ) /K3 BL2 w

1 ( 2) 式中: V10为船舶在该装载状态下可安全航行的最大 风速;

Zf 为风力作用力臂;

lq 为最小倾覆力臂;

D为 船舶排水量;

K 为稳性衡准数;

Af 为船舶受风面积;

h 为船舶船体强度所能承受的最大浪高;

M0 为船舶 的船中弯矩;

g 为重力加速度;

K1 为平水排水量力 矩系数;

Lw1为船舶水线长;

K2 为空船重量力矩系 数;

W0 为空船重量;

∑ Pi Xi 为所有载荷对船中的 力矩;

K3 为波形排水量力矩修正系数;

B 为船宽. 1. 1.

3 其他方法 其他类似的仅考虑某个单项指标来对船舶航行 的安全性进行评估的方法还有: 通过预测船舶甲板 淹湿的状况来评估船舶的安全性 [3 ] ;

通过水槽试验 和一系列计算 ,得到船首船桥船在 3种不同的不规 则波中 ,发生船桥玻璃被浪击碎的一般条件及判断 基准 ,以此作为在实际航行中避免发生危险的依 据[4,

5 ] . 1.

2 从船舶耐波性的角度来评估大风浪中船舶的 安全性 1. 2.

1 船舶耐波性的标准 由于船舶的耐波性诸方面的性质不尽相同 ,对 不同船型、吨位、载态和任务的船舶 ,其具体要求也 各不相同 ,因此 ,船舶耐波性标准 ,诸如对船舶安全 影响较大的横摇、纵摇、升沉、船首加速度、砰击、甲 板淹湿、失速率、偏转、稳性、纵向波浪弯矩和飞车次 数等因素的临界状态值 ,也各不相同.表 1为部分研 究确定的船舶耐波性标准 ,表中资料为各因素的最 大允许值和允许概率. 1. 2.

2 船舶耐波性评估方程 从船舶耐波性的角度来评估船舶安全性 ,其总 的思路是 ,在考虑了耐波性的诸方面后 ,确定出每一 表1部分船舶耐波性标准 Tab.

1 Seakeeping standards of some ships 来源项目参考文献 [6 ] 参考文献 [ 7] 参考文献 [ 8] 横摇........