一種船舶破艙穩性計算時貫通艙室的處理方法與流程
2023-12-12 10:10:07
本發明涉及船舶技術領域，尤其涉及一種船舶破艙穩性計算時貫通艙室的處理方法。
背景技術：
破艙穩性是指船舶在一艙或相鄰多艙破損浸水以後，仍能保持一定的浮性和穩性，使得船舶不至於沉沒或延緩沉沒時間，確保人員和貨物安全的性能。在船舶設計階段，破艙穩性評估十分重要。
就船舶破艙穩性的計算和衡準而言，可分為確定性方法和概率性方法兩種，其中，確定性方法是指在確定船舶破損位置和範圍的前提下，計算校核船舶殘存能力的方法；概率性方法是指根據大量碰撞、擱淺事故造成的船舶海損統計資料基礎上建立的計算校核船舶殘存能力的方法。隨著計算機的普及和計算方法的不斷完善和成熟，概率性方法可望逐步替代確定性方法。
目前，對於特種船舶(客船、甲板運輸船等)進行破艙穩性計算時，需要依據概率性方法進行破艙穩性的分析。如圖1所示，這些船舶的底部艙室一般都設計有左右舷貫通的貫通艙室100。一般地，對於貫通艙室100，在破艙穩性計算時，當船舶一舷發生破損時，需要計算水從一舷流向另一舷直至船舶進水後達到平衡狀態所需的時間，並且對船舶從進水直至平衡的中間狀態進行監控，確保船舶在整個進水狀態下的回覆力臂為正值。
上述對貫通艙室的計算方法的不足之處在於：一是需要額外定義貫通艙室100之間的連通孔，以計算貫通艙室100從進水直至船舶平衡所需的時間；二是需對整個進水過程進行全程監控，在整個過程中，會產生幾千種計算工況，每種工況對應一個回復力臂，在進行分析時，需要對上述幾千種工況的結果逐個進行分析，同時，需要剔除出對分艙指數沒有貢獻的工況，因此，工作量巨大；三是整個計算時間長，耗費精力大。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種船舶破艙穩性計算時貫通艙室的處理方法，以解決現有技術存在的需要對艙室的貫通孔進行定義、所需要分析的中間狀態較多以及整個計算時間長的問題。
為達此目的，本發明採用以下技術方案：
一種船舶破艙穩性計算時貫通艙室的處理方法，沿貫通艙室的寬度方向將貫通艙室虛擬分隔為多個小艙，並假定所述多個小艙按順序依次進水，直至船舶達到平衡狀態。
作為優選，所述小艙的數量為四個。
作為優選，四個所述小艙的分布如下：
左側船舷部分為第一小艙、右側船舷部分為第四小艙、位於左側船舷與右側船舷之間的部分依次均分為第二小艙和第三小艙。
作為優選：
所述第一小艙的進水過程為：從所述第一小艙進水發生開始，直至所述第一小艙進水後船舶達到平衡狀態；
所述第二小艙的進水過程為：從所述第二小艙進水發生開始，直至所述第二小艙進水後船舶達到平衡狀態；
所述第三小艙的進水過程為：從所述第三小艙進水發生開始，直至所述第三小艙進水後船舶達到平衡狀態；
所述第四小艙的進水過程為：從所述第四小艙進水發生開始，直至所述第四小艙進水後船舶達到平衡狀態。
作為優選，對第一小艙進水至船舶達到平衡時的狀態、第二小艙進水至船舶達到平衡時的狀態、第三小艙進水至船舶達到平衡時的狀態以及第四小艙進水至船舶達到平衡時的狀態進行監控，監控每個狀態下的回覆力臂是否為正值，若回復力臂為正值，則說明所述貫通艙室的設計符合要求，若回復力臂不為正值，則說明所述貫通艙室的設計不符合要求。
作為優選，當回復力臂不為正值時，需要對所述貫通艙室的大小進行調整。
本發明的有益效果：
本發明提供的船舶破艙穩性計算時貫通艙室的處理方法，是沿貫通艙室的寬度方向將貫通艙室虛擬分隔為多個小艙，並假定所述多個小艙按順序依次進水，直至船舶達到平衡狀態，這樣在破艙穩性計算時只需對多個小艙進水至船舶達到平衡時的狀態進行監控，確保每個狀態下的回覆力臂為正值即可，無需考慮綜合工況，省去了很多中間狀態的分析和監控，大大節省了計算時間，提高了計算效率。
附圖說明
圖1是本現有技術提供的船舶破艙穩性分析的艙室的結構示意圖；
圖2是本發明提供的船舶破艙穩性分析的艙室的結構示意圖。
圖中：
100-貫通艙室；
101-第一小艙；102-第二小艙；103-第三小艙；104-第四小艙。
具體實施方式
為使本發明解決的技術問題、採用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面結合附圖並通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
本發明提供一種船舶破艙穩性計算時貫通艙室的處理方法，參見圖1-圖2，為了在計算結果滿足要求的前提下簡化計算過程，以一貫通艙室為例，介紹本發明的步驟：
s1：沿貫通艙室100的寬度方向將貫通艙室100虛擬分隔為四個小艙；
具體的，左側船舷部分為第一小艙101、右側船舷部分為第四小艙104、位於左側船舷與右側船舷之間的部分依次均分為第二小艙102和第三小艙103；
當然，虛擬分隔的小艙數量和分隔方法不限於此，可針對不同船舶的類型進行不同的分隔；
s2：假定第一小艙101先進水，然後第二小艙102進水，然後第三小艙103進水，最後第四小艙104進水，直至船舶達到平衡狀態；
具體的，當第一小艙101進水至船舶達到平衡時(即進水不再繼續時)，第二小艙102的進水開始發生，同理，第二小艙102進水至船舶達到平衡時，第三小艙103的進水開始發生，同理，第三小艙103進水至船舶達到平衡時，第四小艙104的進水開始發生，依次類推，直至分析區域的所有的小艙進水到船舶最終達到平衡狀態；
s3：將步驟s2中的第一小艙101進水至船舶達到平衡時的狀態、第二小艙102進水至船舶達到平衡時的狀態、第三小艙103進水至船舶達到平衡時的狀態以及第四小艙104進水至船舶達到平衡時的狀態分別定義為第一狀態、第二狀態、第三狀態以及第四狀態；
s4：在破艙穩性計算時，對步驟s3中的四個狀態進行監控，監控每個狀態下的回覆力臂是否為正值，若回復力臂為正值，則說明所述貫通艙室的設計符合要求，若回復力臂不為正值，則說明所述貫通艙室的設計不符合要求，需要對貫通艙室的大小進行調整；
s5：對調整大小後的貫通艙室再按照上述s1-s4的步驟進行破艙穩性計算，直至最終監控的回覆力臂為正值。
採用本發明提供的船舶破艙穩性計算時貫通艙室的處理方法，省去了分析幾千種工況的過程，只需對四個狀態進行監控，確保每個狀態的回覆力臂為正值即可，無需考慮綜合工況，省去了很多中間狀態的分析和監控，大大節省了計算時間，提高了計算效率。
需要說明的是，本發明所指的回覆力臂的定義如下：當船舶平浮時，重心和浮心的坐標位置在同一直線上(都是垂直於船底)，當船舶由於外力的作用而發生傾斜時，此時重心和浮心的的位置不在一條直線上(該直線指的是垂直於船底的直線)，此時，船舶的重力和船舶所受的浮力會形成一個力矩，其方向與外力產生的力矩方向相反，則船舶的重力與船舶所受的浮力形成的力矩成為回復力矩，與回復力矩對應的力臂稱為回復力臂。
顯然，本發明的上述實施例僅僅是為了清楚說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護範圍之內。