船舶在随浪及斜浪中倾覆的原因分析

摘要

波浪中的稳性丧失是导致船舶沉没的一个主要因素，船舶在波浪中的稳性变化已经引起人们的广泛重视，作为船舶驾驶人员，随时掌握船舶的稳性状况，对合理操纵船舶、保证航行安全至关重要。目前，对船舶波浪稳性的研究大多停留在理论分析阶段，现有的船舶稳性衡准和规范中波浪对稳性的影响只是作为提高船舶在静水中的稳性而间接考虑的，由于缺乏定量的分析，难以在具体的生产实践中发挥有效的指导作用。因而，在允许的误差范围内，对船舶在波浪中的稳性变化情况进行定量的计算和分析，能使广大船员对船舶在波浪中的稳性问题有更进一步的认识，对提高海上运输的安全水平必将有很大的帮助。 本文介绍了静水和波浪中船舶稳性的研究现状，在介绍船舶稳性的定义和分类以及现有的船舶大倾角横摇稳性计算方法的基础上，对船舶横摇的数学模型进行研究，针对船舶横倾引起的升沉量和纵倾变化量变化这一问题，建立适于稳性计算的船舶横摇的数学模型。应用MATLAB数学工具，对船舶横摇数学模型进行编程实现，可对任意状态下的排水量和船舶大倾角横稳性等问题进行计算。通过实船计算，并将计算结果与船舶资料进行比对，数据基本吻合，从而验证了本文所建立的船舶横摇数学模型的正确性。通过坐标转换关系和船舶浮态平衡关系确定了船舶在波浪中的瞬时吃水。根据船舶资料及装载状态，利用船舶横摇数学模型，结合波浪干扰因素，在允许的误差范围内，对波浪中船舶大倾角横摇稳性进行了数值计算。对波浪引起的稳性变动的原因进行分析。根据波浪与船舶的相对位置、波长、波高、波舷角和航速之间的相互关系，应用控制变量法对其造成稳性变动的原因逐一进行计算与分析，探究船舶倾覆的原因。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题研究的目的和意义

1.2船舶稳性的研究现状

1.2.1静水中船舶稳性的研究现状

1.2.2波浪中船舶稳性的研究现状

1.3本文主要研究工作

第2章船舶计算模型的建立

2.1现有计算大倾角横摇稳性方法综述

2.2船舶计算模型的建立

2.2.1坐标系的选取

2.2.2坐标系之间的转化

2.2.3模型在静水中的计算方法

2.2.4模型在波浪计算中的应用

2.3小结

第3章静水中船舶大倾角稳性的理论计算

3.1船舶稳性的定义及分类

3.1.1船舶稳性的定义

3.1.2船舶稳性的分类

3.2船舶静水中的计算实例

3.3计算模型在静水中的验证

3.3.1静水力计算验证

3.3.2横摇引起的升沉量和纵倾改变量计算验证

3.3.3静稳性力臂计算验证

3.4小结

第4章波浪中船舶大倾角稳性的理论计算

4.1波浪中船舶瞬时吃水的确定

4.1.1波浪的数学描述

4.1.2波浪中船舶瞬时吃水的确定

4.2波浪中大倾角稳性的研究

4.3计算实例与验证

4.3.1波谷处于船中的计算实例与验证

4.3.2波峰处于船中的计算实例与验证

4.4小结

第5章稳性变动原因的分析

5.1波峰位于船中时稳性变动原因的分析

5.1.1波高为定值稳性变动原因的分析

5.1.2波长为定值稳性变动原因的分析

5.2波谷位于船中时稳性变动原因的分析

5.2.1波高为定值稳性变动原因的分析

5.2.2波长为定值稳性变动原因的分析

5.3船舶与波浪在其他位置时稳性变动原因的分析

5.3.1波高为定值稳性变动原因的分析

5.3.2波长为定值稳性变动原因的分析

5.4小结

第6章结论与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢