三体船随浪中的完整稳性研究
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献 还 比较少 。
船舶的稳性是船舶安全的核心，而船舶稳性 的计算是船舶性能计算的重要组成部分 。李培勇等【 】 采用静力学方法对多体船横倾状态下的受力情况进行分析，建立 了多体船完整稳性的计算模型，并以
一
多体船 方 案为 例进 行完 整稳 性 计算 ，分析 了侧 体 跨距 、排 水量 等 参数 对静 稳性 臂 的影 响 以及静 稳性
或破 舱稳 性计算 ，不 仅节 省 了时间 ，而且减 少 了输入 错误 【 。 ２ Ⅲ １１ Ｍａ ｓｒ 计 算三体 船稳 性准确 性 的验证 ． ｘｕｆ
为 了检 验 Ｍａｓｒ对 于三体 船稳 性计算 的准 确性 ，在大 连理 工大 学船 舶试验 水池进 行 了三体 船模 的 ｘｕｆ 倾斜 试验 。三 体船 模型 的横剖 面 图如 图 １所 示 ，三体船 构 型示意 图如 图 ２所 示 。侧 体 的纵 向位 置位 于 船 舯 （ ０ ，侧 体 的横 向位 置 为 Ｏ５ｍ （＝ ．５ 。三体船 模 型倾斜试 验 如 图 ３所 示 ，试 验仪 器包 括 ） ．５ ｂ ０５ｍ）
５卷 ３
第 ２期（ 第 ２ ０期 ） 总 ０
中
国
造
船
、 １ ３ Ｎｏ２ （ ｅｉｌ ． ０ 百度文库０５ ｒ． ． Ｓ ｒ ２ ０） ａ Ｎｏ
Ｊ ｎ ０ｌ ｕ ．２ ２
２１ ０ ２年 ６ 月
Ｓ Ｉ Ｂ １ ＤＩ Ｆ Ｃ Ｉ Ａ Ｈ Ｐ Ｕ Ｌ ＮＧ Ｏ Ｈ Ｎ
文章编号 ：１０ ．８２ （０ ２ ２０ ０ ．１ ０ ０４ ８ ２ １ ）０ ０ １１
以一条三体船型为例，研究了三体船型在波浪中的完整稳性。对侧体不同位置的多种方案进行 了计算。结果 表明：当 侧体纵向位置位于船舯、船尾和舯前 （ 侧体横向位置较大 ）时，波浪中的初稳性较静水 中 反而有所
增加，波浪中的大倾角稳性的最大复原力臂也比静水中有所增加，稳性消失角有所减小；当 侧体纵向位置位
数字 化工 具中 的计 算力学 和 多场耦 合 若干前 沿 问题 （ ００ Ｂ ３７ ０ ２ １Ｃ ８２ ０ ）高新船 舶专 项 ：复合 前三 体关键 技 术研 究 。
中
国
造
船
学 术论 文
中进行 的 ，没有 考 虑波 浪 的影响 。常 规单 体船 在 随浪航 行且 波峰 位于 船 中时 ，会 出现 稳性 严 重丧 失的 ’ 现 象 ，有 可 能 由于 稳性 的不 足而 导致 倾覆 。此 结论 对于 三体 船是 否适 用还 有待 进一 步研 究 。考虑 到船
三体船 随浪 中的完整稳性研 究
李 磊 ，宗 智 。
（． １ 大连理工大学运载工程与力学学部船舶工程学院，大连 １６２ ； １０４
２ 大连理 工大学 工业装备结构分析 国家 重点实验 室，大连 １６２ ） ． １０４
摘
要
随浪航行 波峰位 于船 中时， 易引起单体船 稳性 的丧 失， 容 但是 此结论对 三体船是否适用 尚待进 一步研究。
曲线的特征。马强等【 ７ ］ 以一多体船方案为例进行破舱稳性计算，分析 了多体船侧体参数对多体船破 舱稳性的影响，比较和分析在相 同破损状况下三体船与五体船的破舱稳性。但是前述研究都是在静水
收稿 日期：２ １－６１ ；修改稿收稿 日期 ：２ １－０１ ０ １ ・５ ０ ０ １１－１
基金项 目： 创新研究群体科学基金：海洋环境灾害与结构安全防护 （０２ ０ １ ；国家重点 ５ ９ １０ ） 基础研究发展计划项 目 （７ ） ９３ ：复杂装备研发
舶稳性对于船舶安全的重要性以 及波浪对稳性的影响，有必要对三体船在波浪中的稳性进行进一步的
研究 。
本文 使用 Ｍａｓｒ软 件㈣ 建立 了三体 船 的 Ｎｌ Ｓ曲面模 型 ，运用 Ｍａ ｓｒ 中的 Ｈｙｒｍａ［］ Ｘｕｆ 瓜Ｂ ｘｕｆ ｄｏ ｘ１程序 ９
计 算 了三 体船 在随 浪状态 下 的规则 波 中的完整 稳性 。
１ 计 算 模 型
Ｍａ ｓｒ 软 件是 由澳大 利亚 Ｆ ｒ ｔ ｎ Ｄ ｓ ｎ Ｓ ｓ ｍｓ 司为船 舶设 计和 建造者 开发 的 、适 用于 各 ｘｕｆ ｏｍａ ｏ ｅｉ ｙｔ 公 ｉ ｇ ｅ
种船 舶设计 、分 析和 建造 的一套 非常 完整 的计算 机辅 助船 舶设计 和建 造软件 。Ｍａｓｒ 是基于 Ｎ ＢＳ ｘｕｆ ＵＲ 描述船 体 曲面 ，进行 三维 建模 。Ｈ ｄｏ ｘ为 Ｍａｓｒ生成 的各类 设计 提供快 速 的图形 及交互 性 的完整 ｙ ｒｍａ ｘｕｆ
个 侧 片体只 能看 成 是 附体 ，其 排水 量 只 占总排水 量 的 １％以下 ，长度 小于 船舶 总长 的三分 之一 ，其 主 ０
要作用是提高稳性和耐波性。 从９ Ｏ年代中期开始，三体船型受到国内外广泛重视 。英 国于 ２０ 年建造了 ９ ． ００ ８ ｍ长 的三体试验 ７
舰 “ Ｖ特里 顿” （海 神” ） Ｒ 号 “ 号 。该试验 舰是 按 护卫舰 的概念 以 ２／ ３的 比例 缩 小设计 建造 的 ，下水后 进
行 了大量的实船试验【。２０ 年，美国海军开始了三体濒海战斗舰 Ｌ Ｓ２ １ ０５ 】 Ｃ ． 的建造计划 ，首舰 已于 ２ １ ００
年 ６月进行 海试 。
国内也在 ９ 年代末开始了对高速三体船的性能研究， ０ 并且在三体船 的阻力方面 已经取得了很多重 要 的研究成果［ 。 在三体船的运动方面也有很多学者做出了贡献 Ｈ。 ２】 －； １ 】 但是关于三体船稳性的研究文
于舯前 （ 侧体的横 向 位置较小 ）时，波浪中的初稳性较静水 中有所下降，波浪中大倾角稳性的最大复原力臂
与静水 中 比较明显下降。
关 键 词 ：三体船；随浪航行；完整稳性 中图 分类 号 ：Ｕ ６．２ ６４ ５ ６１ ；Ｕ ７． １ ２ ９ 文献 标识 码 ：Ａ
０ 引 言
高性能船舶是当今 国际造船业竞相发展领域。其 中高速三体船 以其航速高、适航性好、易于大型 化等优点成为重要 的高技术、高性能的重要船型。所谓的三体船实质上是一艘瘦长的单体船，它的两
船舶的稳性是船舶安全的核心，而船舶稳性 的计算是船舶性能计算的重要组成部分 。李培勇等【 】 采用静力学方法对多体船横倾状态下的受力情况进行分析，建立 了多体船完整稳性的计算模型，并以
一
多体船 方 案为 例进 行完 整稳 性 计算 ，分析 了侧 体 跨距 、排 水量 等 参数 对静 稳性 臂 的影 响 以及静 稳性
或破 舱稳 性计算 ，不 仅节 省 了时间 ，而且减 少 了输入 错误 【 。 ２ Ⅲ １１ Ｍａ ｓｒ 计 算三体 船稳 性准确 性 的验证 ． ｘｕｆ
为 了检 验 Ｍａｓｒ对 于三体 船稳 性计算 的准 确性 ，在大 连理 工大 学船 舶试验 水池进 行 了三体 船模 的 ｘｕｆ 倾斜 试验 。三 体船 模型 的横剖 面 图如 图 １所 示 ，三体船 构 型示意 图如 图 ２所 示 。侧 体 的纵 向位 置位 于 船 舯 （ ０ ，侧 体 的横 向位 置 为 Ｏ５ｍ （＝ ．５ 。三体船 模 型倾斜试 验 如 图 ３所 示 ，试 验仪 器包 括 ） ．５ ｂ ０５ｍ）
５卷 ３
第 ２期（ 第 ２ ０期 ） 总 ０
中
国
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Ｊ ｎ ０ｌ ｕ ．２ ２
２１ ０ ２年 ６ 月
Ｓ Ｉ Ｂ １ ＤＩ Ｆ Ｃ Ｉ Ａ Ｈ Ｐ Ｕ Ｌ ＮＧ Ｏ Ｈ Ｎ
文章编号 ：１０ ．８２ （０ ２ ２０ ０ ．１ ０ ０４ ８ ２ １ ）０ ０ １１
以一条三体船型为例，研究了三体船型在波浪中的完整稳性。对侧体不同位置的多种方案进行 了计算。结果 表明：当 侧体纵向位置位于船舯、船尾和舯前 （ 侧体横向位置较大 ）时，波浪中的初稳性较静水 中 反而有所
增加，波浪中的大倾角稳性的最大复原力臂也比静水中有所增加，稳性消失角有所减小；当 侧体纵向位置位
数字 化工 具中 的计 算力学 和 多场耦 合 若干前 沿 问题 （ ００ Ｂ ３７ ０ ２ １Ｃ ８２ ０ ）高新船 舶专 项 ：复合 前三 体关键 技 术研 究 。
中
国
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学 术论 文
中进行 的 ，没有 考 虑波 浪 的影响 。常 规单 体船 在 随浪航 行且 波峰 位于 船 中时 ，会 出现 稳性 严 重丧 失的 ’ 现 象 ，有 可 能 由于 稳性 的不 足而 导致 倾覆 。此 结论 对于 三体 船是 否适 用还 有待 进一 步研 究 。考虑 到船
三体船 随浪 中的完整稳性研 究
李 磊 ，宗 智 。
（． １ 大连理工大学运载工程与力学学部船舶工程学院，大连 １６２ ； １０４
２ 大连理 工大学 工业装备结构分析 国家 重点实验 室，大连 １６２ ） ． １０４
摘
要
随浪航行 波峰位 于船 中时， 易引起单体船 稳性 的丧 失， 容 但是 此结论对 三体船是否适用 尚待进 一步研究。
曲线的特征。马强等【 ７ ］ 以一多体船方案为例进行破舱稳性计算，分析 了多体船侧体参数对多体船破 舱稳性的影响，比较和分析在相 同破损状况下三体船与五体船的破舱稳性。但是前述研究都是在静水
收稿 日期：２ １－６１ ；修改稿收稿 日期 ：２ １－０１ ０ １ ・５ ０ ０ １１－１
基金项 目： 创新研究群体科学基金：海洋环境灾害与结构安全防护 （０２ ０ １ ；国家重点 ５ ９ １０ ） 基础研究发展计划项 目 （７ ） ９３ ：复杂装备研发
舶稳性对于船舶安全的重要性以 及波浪对稳性的影响，有必要对三体船在波浪中的稳性进行进一步的
研究 。
本文 使用 Ｍａｓｒ软 件㈣ 建立 了三体 船 的 Ｎｌ Ｓ曲面模 型 ，运用 Ｍａ ｓｒ 中的 Ｈｙｒｍａ［］ Ｘｕｆ 瓜Ｂ ｘｕｆ ｄｏ ｘ１程序 ９
计 算 了三 体船 在随 浪状态 下 的规则 波 中的完整 稳性 。
１ 计 算 模 型
Ｍａ ｓｒ 软 件是 由澳大 利亚 Ｆ ｒ ｔ ｎ Ｄ ｓ ｎ Ｓ ｓ ｍｓ 司为船 舶设 计和 建造者 开发 的 、适 用于 各 ｘｕｆ ｏｍａ ｏ ｅｉ ｙｔ 公 ｉ ｇ ｅ
种船 舶设计 、分 析和 建造 的一套 非常 完整 的计算 机辅 助船 舶设计 和建 造软件 。Ｍａｓｒ 是基于 Ｎ ＢＳ ｘｕｆ ＵＲ 描述船 体 曲面 ，进行 三维 建模 。Ｈ ｄｏ ｘ为 Ｍａｓｒ生成 的各类 设计 提供快 速 的图形 及交互 性 的完整 ｙ ｒｍａ ｘｕｆ
个 侧 片体只 能看 成 是 附体 ，其 排水 量 只 占总排水 量 的 １％以下 ，长度 小于 船舶 总长 的三分 之一 ，其 主 ０
要作用是提高稳性和耐波性。 从９ Ｏ年代中期开始，三体船型受到国内外广泛重视 。英 国于 ２０ 年建造了 ９ ． ００ ８ ｍ长 的三体试验 ７
舰 “ Ｖ特里 顿” （海 神” ） Ｒ 号 “ 号 。该试验 舰是 按 护卫舰 的概念 以 ２／ ３的 比例 缩 小设计 建造 的 ，下水后 进
行 了大量的实船试验【。２０ 年，美国海军开始了三体濒海战斗舰 Ｌ Ｓ２ １ ０５ 】 Ｃ ． 的建造计划 ，首舰 已于 ２ １ ００
年 ６月进行 海试 。
国内也在 ９ 年代末开始了对高速三体船的性能研究， ０ 并且在三体船 的阻力方面 已经取得了很多重 要 的研究成果［ 。 在三体船的运动方面也有很多学者做出了贡献 Ｈ。 ２】 －； １ 】 但是关于三体船稳性的研究文
于舯前 （ 侧体的横 向 位置较小 ）时，波浪中的初稳性较静水 中有所下降，波浪中大倾角稳性的最大复原力臂
与静水 中 比较明显下降。
关 键 词 ：三体船；随浪航行；完整稳性 中图 分类 号 ：Ｕ ６．２ ６４ ５ ６１ ；Ｕ ７． １ ２ ９ 文献 标识 码 ：Ａ
０ 引 言
高性能船舶是当今 国际造船业竞相发展领域。其 中高速三体船 以其航速高、适航性好、易于大型 化等优点成为重要 的高技术、高性能的重要船型。所谓的三体船实质上是一艘瘦长的单体船，它的两