大型南极磷虾拖网渔船耐波性预报和过度加速度评估开题报告

 2021-12-09 17:43:59

1. 研究目的与意义(文献综述)

南极磷虾主要集中于南冰洋。它们围绕着极地分布,最高密度是在大西洋区域。南冰洋是围绕南极洲的海洋,是南纬50°以南的印度洋、大西洋和南纬55°-62°间的太平洋的海域。主要流型是巨大的自西向东的南极绕极流,平均流速约15厘米/秒。南极磷虾资源稳定,开发潜力大,自上个世纪60年代以来不少国家开始对其进行商业捕捞,以大型南极磷虾捕捞科考船为代表的旗舰式高端渔船的设计,将为我国远洋渔业的健康发展及我国建设海洋强国发挥重要的作用。2019年5月18日,我国首制南极磷虾船“深蓝”号在广州下水。2019年11月,改装的120米冷冻拖网渔船“龙发”轮启航作业,这是我国第一艘专业化南极磷虾捕捞加工船。

在2008年imo第一代完整稳性基础上,新一代完整稳性给出了三种主要稳性失效模式:1.复原力臂变化导致的稳性失效模式2.solas公约定义下的瘫船稳性3.波浪中与操作有关的稳性失效4.骑浪/横甩5.过度加速度,并且明确采用三重结构作为新一代完整稳性衡准框架(即第一层稳性衡准,第二层稳性衡准,稳性直接评估)。渔船的适航性、适渔性、安全性、经济性和船员的舒适度与其耐波性及过度加速度响应息息相关,船舶在波浪中的运动是不可避免的,问题在于如何防止船舶在波浪中发生过大的运动,保证船舶安全和维持其使用功能不受损害,这是船舶设计中要考虑的重要课题。随着第二代imo稳性衡准的实施和船舶稳性的优化,稳性越来越引起人们的关注,船舶倾覆事故会随之大大减少。本设计会对大型南极磷虾拖网渔船在风浪条件影响下进行稳性评估和衡准,以确保其作业航行的安全性。

总体而言,船舶耐波性的指标包括横摇、纵荡、垂荡、首摇、横荡、纵荡,以及特殊部位的位移、运动速度、运动加速度、甲板上浪、首底碰击、螺旋桨出水次数等运动响应的有义幅值的指标。预报这些指标的方法一般有理论计算、水池试验以及实船试验3种。实船试验是最真实最实际的,但波性试验相当艰苦和困难,要等到满足试验要求的条件并不容易。而水池实验由于时间和经费的限制,大多数不会采用此方法,现在工程上基本采用理论计算法。从二维理论发展到三维理论,从频域分析发展到时域分析,从线性假设发展到非线性处理,船舶耐波性的预报范围不断扩大,理论日趋成熟,尤其是随着高速化大容量计算机的出现,三维流体动力的数值计算得到迅速的发展。

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2. 研究的基本内容与方案

技术方案:maxsruf 是用于船舶设计的强有力的三维曲面建模体系,它提供了清晰的用户环境,并能作系统实验和快速最优化设计。 本设计会用软件预报给定船型的规则波下的纵摇、升沉、横摇运动及加速度频率响应,然后用谱分析技术求不规则波下统计值。

基本内容及方案:1.学习建模软件(maxsurf),并完成目标拖网渔船的船体建模及静水力计算,绘制静水力曲线图

2.系统学习线性频域三维势流理论,了解船舶在波浪中运动计算软件的理论基础,学习耐波性计算软件(maxsurf)的使用,完成规则波中的拖网渔船耐波性频响,计算纵摇、升沉、横摇运动及加速度频响。 3.应用谱分析技术,选择合适的海浪谱和波浪参数,预报三级、四级、五级海况下不规则波中的横摇、纵摇、升沉运动有义值预报,分析波浪参数对摇荡运动的影响。

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3. 研究计划与安排

进度安排:第1—2周:广泛调研收集资料,对毕业设计(论文)研究内容进行分析,完成开题报告、船型调研报告,收集外文翻译资料;

第3—4周:学习建模软件及maxsurf的使用,针对老师给出的目标渔船完成拖网渔船的建模及静水力计算;

第5—8周:学习三维势流理论主要内容,学习耐波性计算软件的运用,完成规则波中拖网渔船的耐波性计算;

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4. 参考文献(12篇以上)

参考文献:[1]《船舶原理(上、下)》盛振邦、刘应中[m].上海交通大学出版社,2016 .

[2]《船舶设计原理》顾敏童[m] .上海交通大学出版社,2008.

[3]《船舶耐波性》李积察[j].哈尔滨工程大学出版社,2007.

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