[發(fā)明專利]一種高效的破損船舶失穩(wěn)運動評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110347647.1
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112937798B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卜淑霞;顧民;魯江;吳乘勝;黃苗苗;祁江濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶科學(xué)研究中心
• 主分類號: B63B79/20
• 分類號: B63B79/20
• 代理公司: 無錫華源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 過顧佳;聶啟新

1.一種高效的破損船舶失穩(wěn)運動評估方法，其特征在于，所述方法包括：

將破損船舶的破損口處的流體運動與所述破損船舶的運動看作整體構(gòu)建得到破損船舶時域運動模型，所述破損船舶時域運動模型在船體運動方程的基礎(chǔ)上還包括破損口處的進(jìn)水運動參數(shù)；

根據(jù)業(yè)務(wù)場景確定若干個相互獨立的目標(biāo)波浪海況，包括：確定橫浪且零航速條件下的備選波浪海況，根據(jù)所述破損船舶的船舶固有周期以及所述業(yè)務(wù)場景確定目標(biāo)波浪周期范圍，從所述備選波浪海況中選擇波浪周期在所述目標(biāo)波浪周期范圍內(nèi)的波浪海況作為所述目標(biāo)波浪海況；根據(jù)每個目標(biāo)波浪海況基于所述破損船舶時域運動模型開展數(shù)值模擬，得到各個目標(biāo)波浪海況的波浪時間序列；

對每個所述目標(biāo)波浪海況的波浪時間序列進(jìn)行自相關(guān)分析確定對應(yīng)的有效模擬時長；

根據(jù)預(yù)定總模擬時長對每個目標(biāo)波浪海況基于所述破損船舶時域運動模型開展若干次數(shù)值模擬得到所述目標(biāo)波浪海況下的橫搖角度幅值，對所述目標(biāo)波浪海況的每次數(shù)值模擬的時長為對應(yīng)的有效模擬時長；

若每個目標(biāo)波浪海況下的橫搖角度幅值均小于傾覆角度閾值，則確定所述破損船舶未失穩(wěn)，否則確定所述破損船舶失穩(wěn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述破損船舶時域運動模型在船體運動方程的基礎(chǔ)上還實時考慮包括進(jìn)水質(zhì)量、進(jìn)水流動速率以及進(jìn)水產(chǎn)生的恢復(fù)力在內(nèi)的破損口處的進(jìn)水運動參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述破損船舶時域運動模型基于橫蕩-垂蕩-橫搖-縱搖四自由度的船體運動方程構(gòu)建，所述破損船舶時域運動模型為：

其中，所述進(jìn)水運動參數(shù)包括和F_i^W，其中，表示進(jìn)水質(zhì)量在第t個時刻在第i個自由度的分量，表示進(jìn)水流動速率在第i個自由度的分量，F(xiàn)_i^W表示進(jìn)水在第i個自由度產(chǎn)生的恢復(fù)力；

m是船體質(zhì)量，A_ij表示第i個自由度對第j個自由度的附加質(zhì)量的貢獻(xiàn)，B_ij表示第i個自由度對第j個自由度的阻尼系數(shù)的貢獻(xiàn)，F(xiàn)_i^FK+H表示Froude-Krylov力和靜水力在第i個自由度的分量，F(xiàn)_i^DF表示繞射力在第i個自由度的分量；參數(shù)i,j∈{2,3,4,5}，第2個自由度表示橫蕩方向，第3個自由度為垂蕩方向，第4個自由度為橫搖方向，第5個自由度為縱搖方向；x₂表示橫蕩位移，表示橫蕩速率，表示橫蕩加速度，x₃表示垂蕩位移，表示垂蕩速率，表示垂蕩加速度；φ表示橫搖角度，表示橫搖速率，表示橫搖加速度，θ表示縱搖角度，表示縱搖速率，表示縱搖加速度；I_xx表示橫搖慣性矩，I_yy表示縱搖慣性矩；N₁表示所述破損船舶的線性項橫搖阻尼系數(shù)，N₂表示所述破損船舶的平方項橫搖阻尼系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述對每個所述目標(biāo)波浪海況的波浪時間序列進(jìn)行自相關(guān)分析確定對應(yīng)的有效模擬時長，包括對于每個所述目標(biāo)波浪海況：

對所述目標(biāo)波浪海況的波浪時間序列進(jìn)行自相關(guān)分析確定波浪不重復(fù)時長；

確定所述目標(biāo)波浪海況對應(yīng)的有效模擬時長為所述波浪不重復(fù)時長與預(yù)定閾值之間的最小值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)波浪海況下的橫搖角度幅值為所述目標(biāo)波浪海況各自數(shù)值模擬所得到的橫搖幅值的最大值的平均值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述預(yù)定總模擬時長對目標(biāo)波浪海況開展數(shù)值模擬的次數(shù)為T_max為所述預(yù)定總模擬時長，t_sim為所述目標(biāo)波浪海況對應(yīng)的有效模擬時長，表示對的取值向下取整。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，不同的目標(biāo)波浪海況對應(yīng)的有效模擬時長相同或不同。