仿古帆船型制及靜水與波浪穩(wěn)性計(jì)算研究.pdf

1、隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，隨著旅游船型多樣化的需求，中華仿古帆船作為中國(guó)古文化的代表之一，也得到大力的發(fā)展。然而，帆船不同于常規(guī)船舶，它有著過(guò)大的受風(fēng)面積和極高的風(fēng)壓中心高，其穩(wěn)性的校核就不同于常規(guī)的船舶。加之中國(guó)目前還沒(méi)有對(duì)帆船的穩(wěn)性做出明確而具體的要求，使得目前的帆船完整穩(wěn)性校核沒(méi)有實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化和統(tǒng)一化。這些因素都阻礙了中華仿古帆船的發(fā)展，對(duì)傳承中國(guó)悠久的古船文化起到了一定限度的制約。與此同時(shí)，現(xiàn)在大量的海損事故數(shù)據(jù)表明一艘滿(mǎn)足目前穩(wěn)性規(guī)范

2、要求且航行性能優(yōu)良的船舶，在波浪上航行時(shí)其穩(wěn)性并不能得到有效保證。“國(guó)際穩(wěn)性會(huì)議”第七屆會(huì)議上，就提到：目前大約有近90％的船舶穩(wěn)性事故的發(fā)生是由于船舶駕駛?cè)藛T對(duì)缺乏船舶在波浪上的穩(wěn)性變化的認(rèn)識(shí)與了解而導(dǎo)致的人為事故的出現(xiàn)。由于船舶實(shí)際航行中都是處在洶涌的海面上的，所以研究帆船完整穩(wěn)性校核要求和帆船在波浪中的穩(wěn)性變化情況對(duì)帆船安全性是極其必要的，并且可以指導(dǎo)中華仿古帆船的開(kāi)發(fā)，其次可以提高船舶的安全航行性和船舶性能的校核依據(jù)，大力保證船

3、舶財(cái)產(chǎn)和人員生命安全，其中的規(guī)律也為設(shè)計(jì)者及船舶駕駛?cè)藛T提供實(shí)際運(yùn)用時(shí)的參考資料。
　　 本文旨在分析國(guó)內(nèi)外帆船穩(wěn)性校核要求或規(guī)范，以合適的帆船校核要求作為本文帆船穩(wěn)性計(jì)算校核的依據(jù)。與此同時(shí)，基于波浪穩(wěn)性純穩(wěn)性損失原理，編程計(jì)算某仿古帆船波浪穩(wěn)性，探討帆船的波浪穩(wěn)性變化規(guī)律，找出帆船在波浪中航行容易發(fā)生傾覆的特殊情況。在以上分析的基礎(chǔ)上通過(guò)結(jié)合對(duì)中華帆船船型特點(diǎn)、中華帆型特點(diǎn)及帆船航行特點(diǎn)，提供該仿古帆船設(shè)計(jì)和航行時(shí)的幾點(diǎn)注意

4、事項(xiàng)。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　 首先，本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的帆船穩(wěn)性試驗(yàn)結(jié)論及一些國(guó)家的帆船規(guī)范要求。通過(guò)對(duì)比分析不同國(guó)家帆船要求或規(guī)范的初穩(wěn)性高，帆面積修正或帆面積計(jì)入穩(wěn)性校核計(jì)算的方法，穩(wěn)性消失角等一系列參數(shù)找出較為合適的帆船穩(wěn)性校核依據(jù)。
　　 其次，本文研究了規(guī)則波下船舶航行時(shí)的復(fù)原力臂變化情況。建立船舶與波浪的三個(gè)坐標(biāo)系，通過(guò)相互問(wèn)的轉(zhuǎn)化，求出船舶與波浪的交點(diǎn)。與此同時(shí)采用船舶浸水部分面積及形心的通用計(jì)算

5、方法，結(jié)合浮力與重力相互平衡和船舶縱傾力臂為零的瞬時(shí)平衡方程求出船舶與波浪在某一瞬時(shí)的較為精確的船舶-波浪交點(diǎn)坐標(biāo)。從而得出此瞬時(shí)狀態(tài)下的船舶浸水部分的面積及對(duì)應(yīng)的形心位置，通過(guò)Froude Krylov假說(shuō)編程實(shí)現(xiàn)船舶在波浪上的復(fù)原力臂值的計(jì)算，最終得到船舶在波浪上的穩(wěn)性曲線(xiàn)變化規(guī)律。
　　 最后結(jié)合中式帆型特點(diǎn)、中式帆船船型特點(diǎn)及帆船航行特點(diǎn)和上述帆船穩(wěn)性校核依據(jù)，通過(guò)計(jì)算波浪航行的穩(wěn)性曲線(xiàn)變化規(guī)律，提供帆船設(shè)計(jì)與航行時(shí)的注