油船大风浪航行中的耐波性评价研究

摘要

随着世界经济的发展,原油及成品油的需求量逐年增长。为了满足全球石油海运量的发展需要,油船数量不断增加,但是油船航行事故也随之增加。海上航行中,大风浪天气对船舶的航行安全造成了很大的影响,全球海难事故中多数是由恶劣天气造成的。船舶航行于海上,不可避免的要经历风浪,如何在大风浪环境下选择正确的操作,保证船舶的航行安全就显得尤为重要。
　　 近年来,现代耐波性理论迅速发展,耐波性理论为预报船舶在海上的运动状态提供了一种途径和方法,我们可以将这些理论应用到船舶操纵中,指导船员及船长选择正确的航向和航速进行操纵,从而确保船舶在海上特别是大风浪条件下的航行安全。
　　 本文对油船在大风浪航行中的耐波性进行评价研究,首先介绍了油船的分类及油船自身特点,然后分析了船舶在大风浪航行中存在的风险,以及大风浪天气对油船航行的影响,从而为耐波性因素的选取提供必要的依据。通过对船舶耐波性理论计算的研究,采用谱分析方法求解出了船舶在不同的航向和航速下各个耐波性因素的有义幅值或发生概率,为耐波性因素值的求取提供理论计算。本文采用BP神经网络对油船耐波性进行评价研究,通过对油船大风浪中耐波性因素的选取和耐波性值的计算,获得了BP神经网络模型所需要的样本数据,建立了油船大风浪航行耐波性安全评价模型。通过网络输出值与期望值的比较可以看出评价模型的误差较小,说明油船大风浪航行耐波性安全评价模型是可行的。文章最后将耐波性评价应用在油船大风浪航行的实例中,为油船的操纵提供了理论指导。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 论文研究的背景

1.2 船舶耐波性研究的进展

1.3 船舶耐波性评价方法研究现状

1.4 本文研究的主要内容

第2章 大风浪天气对油船安全航行的影响

2.1 油船概述

2.1.1 油船的分类

2.1.2 油船的结构特点

2.2 大风浪天气对油船安全航行的影响

2.2.1 船舶在大风浪中航行时存在的风险

2.2.2 大风浪对油船航行安全的影响

第3章 船舶耐波性理论计算

3.1 船舶耐波性的平稳随机过程

3.2 船舶在规则波中的响应

3.2.1 基本坐标系和运动量的描述

3.2.2 船舶运动基本方程

3.2.3 规则波船舶六自由度运动预报

3.2.4 船舶上任意点处的纵向、横向和垂向运动响应

3.3 船舶在不规则波中的运动参数的统计值计算

3.3.1 海浪谱密度公式

3.3.2 船舶六自由度和任意点运动统计值的计算

3.3.3 船舶底部砰击、甲板上浪、螺旋桨出水计算

第4章 油船大风浪航行中的耐波性安全评价

4.1 油船耐波性评价指标的选取

4.1.1 船舶耐波性衡准综述

4.1.2 油船耐波性因素的选取

4.1.3 油船耐波性评价指标值的确立

4.2 BP神经网络介绍

4.2.1 人工神经网络基本理论

4.2.2 BP神经网络概述

4.3 应用BP神经网络对油船大风浪航行耐波性安全评价

4.3.1 样本数据的获取及预处理

4.3.2 BP神经网络结构的确定

4.3.3 油船大风浪航行耐波性安全评价模型的MATLAB实现

4.4 应用耐波性评价进行油船实例操纵

第5章 结论及展望

5.1 本文主要工作及总结

5.2 展望

参考文献

附录 A 油船大风浪航行耐波性评价因素专家调查表

致谢

研究生履历