受損船水動(dòng)力性能研究現(xiàn)狀

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1、受損船水動(dòng)力性能研究現(xiàn)狀（舟山市港航管理局普陀分局浙江舟山316100）摘要當(dāng)船舶運(yùn)行受損之后，其水動(dòng)力性能將受到嚴(yán)重的影響，并因此不能夠同正常船舶一樣穩(wěn)定航行。為了減少水域污染、提升船舶上人員的財(cái)產(chǎn)安全，國內(nèi)外也對(duì)受損船的水動(dòng)力性能非常重視，并在近年來積極開展了相關(guān)實(shí)驗(yàn)的研究。在木文中，將就受損船水動(dòng)力性能研究現(xiàn)狀進(jìn)行一定的研究。關(guān)鍵詞：受損船；水動(dòng)力性能；研究現(xiàn)狀；1引言在海運(yùn)當(dāng)中，因船舶海難事故發(fā)牛造成的損失非常巨大，在損失發(fā)牛的情況下，也使得人們不斷對(duì)船舶性能的操縱性、強(qiáng)度、耐波性以及穩(wěn)定性進(jìn)行研究，以此對(duì)受損船舶進(jìn)水以及航行行為理解程度的加深，在對(duì)受損船傾覆沉沒機(jī)理進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上積

2、極探尋水動(dòng)力計(jì)算方法以及受損船傾覆影響因素的研究。當(dāng)船舶受損之后，其在水動(dòng)力性能方面將產(chǎn)生非常大的變化，在該種情況下，對(duì)受損船操縱性、耐波性以及動(dòng)穩(wěn)性等水動(dòng)力性能的研究則成為了非常重要的一項(xiàng)課題。近年來，實(shí)驗(yàn)流體動(dòng)力學(xué)以及計(jì)算流體學(xué)技術(shù)在船舶水動(dòng)力研究當(dāng)中得到了較多的應(yīng)用，為船舶水動(dòng)力相關(guān)問題的研究提供了新的工具，對(duì)于受損船操縱性、耐波性以及穩(wěn)定性的研究也具有了十分積極的促進(jìn)作用。在國外，已經(jīng)形成了較多的研究成果，不僅方法具有了較為成熟以及先進(jìn)的特征，也已經(jīng)形成了一定的計(jì)算方式以及穩(wěn)性衡準(zhǔn)規(guī)則。通過這部分研究的了解，對(duì)于未來水動(dòng)力工作的開展具有十分積極的意義。2國內(nèi)外水動(dòng)力研究概述2.1國外研

3、究對(duì)于國外來說，其主要的研究內(nèi)容有：第一，受損船舶動(dòng)力模型。通過非線性傳播自由度運(yùn)動(dòng)耐波性模型，同時(shí)對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、飄移等能夠隨時(shí)間變化的因素進(jìn)行考慮；第二，水進(jìn)入留出模型。即在惡劣海況下，多個(gè)分倉進(jìn)水晃蕩情況的考慮，在此基礎(chǔ)上對(duì)受損殘存能力的影響進(jìn)行研究；第三，破艙進(jìn)水同運(yùn)動(dòng)影響。在船舶破艙進(jìn)水情況下，其同船舶運(yùn)動(dòng)可以說具有著十分密切的關(guān)系,即通過數(shù)學(xué)模型的建立進(jìn)行研究。2.2國內(nèi)研究在國內(nèi)，學(xué)者在船舶水動(dòng)力研究當(dāng)中更多的將精力集中在完整的船水動(dòng)力研究當(dāng)中，并通過CFD方式的應(yīng)用獲得了一定的成就，而在整體角度上，同國際先進(jìn)水平間還存在著一定的落后情況，在受損船水動(dòng)力研究方面相對(duì)較少，一般集中

4、在破艙穩(wěn)性研究方面，并基本同國際研究保持同步。3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析就目前國內(nèi)外關(guān)于受損船水動(dòng)力研究情況的分析，則可以了解到以下方面：第一，在受損船水動(dòng)力研究方面，國外目前處于領(lǐng)先地位。就受損船動(dòng)穩(wěn)性研究方面，國內(nèi)外目前研究水平基本類似，所存在的差距并不大，而在耐波性以及操縱性研究方面，卻具有著較大的差距，尤其是歐洲國家目前處于研究前列，即我國在受損船水動(dòng)力總體研究方面，同國外現(xiàn)今國家相比還具有著較大的差距;第二，受損船操縱性研究相對(duì)較小。對(duì)于國外來說，其在研究過程中主要是針對(duì)受損船的耐波性方面進(jìn)行研究，而在操縱性研究方面還較小，同受損船耐波性以及破艙穩(wěn)性方面的研究還具有著較大的差距，而在船舶操

5、縱性暫行標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的情況下，也使得整個(gè)造船行業(yè)對(duì)船舶操作性具有了更高的重視，在該種情況下，雖然在完整船舶操縱水動(dòng)力方面具有較大的研究進(jìn)展，但在受損船操縱性方面的研究還非常少；第三，數(shù)據(jù)研究同試驗(yàn)結(jié)果之間在吻合度方面存在不足。在國外，其在對(duì)受損船水動(dòng)力進(jìn)行研究吋，-?般使用的是數(shù)值模擬同模擬試驗(yàn)相結(jié)合的方式進(jìn)行研究，有的僅僅應(yīng)用在研究層面。而對(duì)于船舶來說，其在運(yùn)動(dòng)以及破艙進(jìn)水方面都具有較高的復(fù)雜水平，并因此使數(shù)值模擬結(jié)果同試驗(yàn)結(jié)果間在吻合度方面表現(xiàn)的不是很好；第四，CFD計(jì)算已經(jīng)成為了目前開展船舶水動(dòng)力研究的有效手段。在現(xiàn)今計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展、不同數(shù)據(jù)方法得到積極應(yīng)用以及開發(fā)的情況下，CFD在熱傳

6、輸以及流動(dòng)數(shù)值研究方面也在不斷發(fā)展，在具有更為強(qiáng)大、全面功能的基礎(chǔ)上使基于CFD數(shù)值計(jì)算方式逐漸具有了更為重要的應(yīng)用價(jià)值，同試驗(yàn)方法逐漸具有了同等的研究地位。通過CFD技術(shù)的研究，可以說為我們船舶水動(dòng)力研究活動(dòng)的開展實(shí)現(xiàn)了新途徑的開辟，且同模型試驗(yàn)方式具有著相輔相成的特征，在船舶水動(dòng)力預(yù)報(bào)、優(yōu)化以及性能分析等工作當(dāng)中具有著非常重要的作用。而對(duì)于該方式來說，其在船舶操縱性方法預(yù)報(bào)優(yōu)劣方面也可以根據(jù)預(yù)報(bào)的經(jīng)濟(jì)性以及準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)判。在國際操縱性技術(shù)委員會(huì)中，其也對(duì)目前不同類型操縱預(yù)報(bào)方式的經(jīng)濟(jì)性以及有效性進(jìn)行了評(píng)估，對(duì)于基于RAND方程的約束模試驗(yàn)以及粘性流方法來說，兩者在預(yù)報(bào)精度方面都具有較高的水

7、平，且在經(jīng)濟(jì)性方面存在的差異不大，而對(duì)于基于RANS粘性流方式來說，其則具有著自航模試驗(yàn)方式所不具有的優(yōu)點(diǎn)，不僅能夠?qū)Νh(huán)境設(shè)置以及模型參數(shù)因素的修改進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，口能夠在以較為準(zhǔn)確方式實(shí)現(xiàn)復(fù)雜流動(dòng)形態(tài)捕捉的基礎(chǔ)上更為便利的實(shí)現(xiàn)流場(chǎng)性的獲得。由此可知，在現(xiàn)今計(jì)算機(jī)技術(shù)水平不斷提升的情況下，CFD技術(shù)也更加成熟，并使其能夠?yàn)槭軗p船舶水動(dòng)力計(jì)算工作的開展提供更為有效的方式，同吋，RANS方式在船舶運(yùn)動(dòng)水動(dòng)力