深海采矿船减摇水舱减摇效果评估

• 作者: 马亚州 扈喆 张晓莹 高森林 毛富丰
• 来源期刊: 水动力学研究与进展A辑
• 关键词: 减摇水舱 时域分析 频域分析 随机波浪 规则波 双参数P-M谱
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 2020年第三十一届全国水动力学研讨会第六届学生优秀论文奖专栏
• 页码范围: 28-34
• 页数: 7页
• 分类号: U661.32
• 语种: 中文
• DOI: 10.16076/j.cnki.cjhd.2021.01.005

摘要

船舶在海上航行或作业时最容易发生横摇,在各种航速下减摇水舱都能减小船舶横摇运动,因此越来越多的船舶使用减摇水舱减小横摇.在此背景下,针对一艘深海采矿船,开展减摇水舱减摇效果评估计算.首先在规则波中进行频域分析,基于受力平衡原理,得到船舶-减摇水舱耦合运动方程.在频域内求解耦合运动方程,得到不同激励下的船舶横摇响应.定性得到减摇水舱减摇趋势.其次在规则波中进行时域分析,基于脉冲响应叠加原理,采用间接时域法建立船舶横摇运动方程,之后采用CFD方法求解减摇水舱液舱晃荡运动载荷,将CFD方法求解得到的载荷作为外力项添加到船舶横摇运动方程中,求解船舶的运动状态(横摇位移、速度和加速度).之后再将船舶运动状态作为CFD求解的激励条件,进一步引起液舱晃荡产生外力影响船舶横摇运动,如此连续耦合求解.发现,频域分析存在理论奇点,横摇减小为零,这是理论的不足之处,时域分析方法更可靠.在小范围频域内,减摇水舱在每一频率处存在临界装载水深,在临界装载水深处发生减摇效果突变.最后,根据双参数P-M谱模拟随机波浪,时域分析随机波浪中船舶减摇水舱减摇效果.发现,减摇水舱装水量一半时,减摇效果最佳.