[發(fā)明專利]一種破損船舶安全航行策略快速生成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811069014.3
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN109408871A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李良偉;杜儉業(yè);李煒;張攀;程遠(yuǎn)勝;李夢豪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍92942部隊(duì);華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京律譜知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11457
• 代理人: 黃云鐸

本發(fā)明屬于一種破損船舶安全航行策略快速生成方法，其特征在于，包括以下步驟：1)根據(jù)船舶破損位置，求解破損后的船舶靜水彎矩和極限彎矩；2)根據(jù)求得的破損狀態(tài)下船舶靜水彎矩和極限彎矩，依據(jù)船舶安全航行衡準(zhǔn)，求解得到破損后的船舶臨界波浪載荷；……；5)將Msubgt;rw/subgt;(m,n)與船舶臨界波浪載荷比較，得到不超過Msubgt;rw/subgt;(m,o)對應(yīng)的系列航速和系列波高的分布范圍，即為破損船舶安全航行邊界狀態(tài)，其中o＝1,2,3,…,nsubgt;安全/subgt;，Msubgt;rw/subgt;(m,nsubgt;安全/subgt;)船舶臨界波浪載荷。通過理論計(jì)算和模型預(yù)測相結(jié)合，能夠指導(dǎo)破損船舶的安全航行決策。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于船舶航行安全預(yù)報(bào)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種破損船舶安全航行策略快速生成方法。

背景技術(shù)

船舶在營運(yùn)期間可能發(fā)生碰撞、擱淺等事故造成船體結(jié)構(gòu)破損，為此將減弱船體結(jié)構(gòu)的承載能力；與此同時(shí)，當(dāng)船體結(jié)構(gòu)破損位置出現(xiàn)在水線以下時(shí)，因部分艙室進(jìn)水將導(dǎo)致船舶靜水彎矩、波浪彎矩都發(fā)生變化。為此，針對船舶外載荷和結(jié)構(gòu)性能的改變實(shí)際情況，將需要依據(jù)船體結(jié)構(gòu)安全衡準(zhǔn)，快速評估全船安全航行狀態(tài)，為及時(shí)形成船舶安全航行策略提供理論支撐，便于指導(dǎo)船舶制定合理可行的安全預(yù)案。一般情況下，當(dāng)破損船舶的受損狀態(tài)明確時(shí)，其全船重量分布、浮態(tài)、結(jié)構(gòu)損傷范圍將相對固定，對船體結(jié)構(gòu)安全航行直接影響要素主要是船舶遭遇的海況、航速、生存時(shí)間等。本發(fā)明主要解決的問題是以船舶典型破損狀態(tài)為輸入，依據(jù)船體結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)衡準(zhǔn)，快速求解滿足破損船舶安全航行要求的航速、海況等邊界條件，作為指導(dǎo)制定安全航行方案的依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種破損船舶安全航行策略快速生成的方法，通過理論計(jì)算和模型預(yù)測相結(jié)合，能夠指導(dǎo)破損船舶的安全航行決策。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種破損船舶安全航行策略快速生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)根據(jù)船舶破損位置，求解破損后的船舶靜水彎矩和極限彎矩；

2)根據(jù)求得的破損后的船舶靜水彎矩和極限彎矩，依據(jù)船舶安全航行衡準(zhǔn)，求解得到破損后的船舶臨界波浪載荷；

3)選擇破損船舶波浪載荷代理模型，該模型能夠以航速、波高和破損位置為輸入，計(jì)算破損后的船舶系列實(shí)際波浪載荷，具體做法如4)；

4)按相同步長a對航速0-A進(jìn)行取值，得到M個(gè)等差遞進(jìn)的航速數(shù)值V_m，m＝1,2,3,…,M，A為設(shè)定的最大航速，按相同步長b對波高0-B進(jìn)行取值，得到N個(gè)等差遞進(jìn)的波高數(shù)值H_n，n＝1,2,3,…,N，B為設(shè)定的最大波高，將V_m、H_n代入破損船舶波浪載荷代理模型，得到M×N個(gè)對應(yīng)的模型求解的實(shí)際波浪載荷M_rw(m,n)；

5)將M_rw(m,n)與船舶臨界波浪載荷比較，得到不超過M_rw(m,o)對應(yīng)的系列航速和系列波高的分布范圍，即為破損船舶安全航行邊界狀態(tài)，其中o＝1,2,3,…,n_安全，M_rw(m,n_安全)船舶臨界波浪載荷。

更進(jìn)一步地，所述的步驟3)中的破損船舶波浪載荷代理模型按以下方法構(gòu)造，具體的步驟為：

a)確定以破艙位置、對應(yīng)的重量增加量系數(shù)、航速和海況四個(gè)因素為設(shè)計(jì)變量；

b)由設(shè)計(jì)變量生成樣本空間；

c)計(jì)算樣本空間內(nèi)各樣本點(diǎn)的載荷響應(yīng)，輸出船舶各站位處的彎矩與剪力值；

d)構(gòu)造破損船舶波浪載荷代理模型；

e)重復(fù)步驟b)-d)，直至破損船舶波浪載荷代理模型滿足精度要求；