摘 要

大型南极磷虾拖网渔船是我国目前自行设计的最大远洋拖网渔船，考虑到拖网渔船在大洋上航行时的气候及作业的特点,要进行远洋捕捞作业，其耐波性和波浪稳性直接影响其风浪中的航行性能、捕捞作业的经济性，其随浪中的纯稳性丧失更将直接影响其安全性。

为了更准确的预报本渔船在波浪中的耐波性、评估渔船的随浪稳性，本文基于三维势流理论和IMO第二代完整稳性衡准对渔船进行了详细的耐波性计算和稳性安全研究，主要内容如下：

1、基于本渔船船型参数运用Solidworks做三维建模，运用Maxsurf的Stability模块做静水力计算并在AutoCAD中绘制静水力曲线图；

2、运用Maxsurf的Motions模块计算本渔船在规则波中不同航速、不同浪向下的纵摇、升沉、横摇频率响应并分析；基于谱分析技术结合ITTC双参数谱通过大量的计算预报了船舶在有义波高为5m，特征周期为7s的不规则波中的耐波性；

3、基于IMO第二代完整稳性衡准对本渔船做纯稳性丧失校核，在设计吃水的载况下通过了纯稳性丧失第一层和第二层薄弱性衡准。改变船舶重心位置，探究其对本渔船随浪稳性的影响。

关键词：拖网渔船，薄弱性衡准，耐波性，第二代完整稳性衡准。

Abstract

Large scale Antarctic krill trawler is the largest ocean trawler designed by China. Considering the climate and operation characteristics of trawler in the ocean, it is necessary to carry out ocean fishing. Its seakeeping and wave stability directly affect its navigation performance and fishing economy in the wind and waves, and its loss of pure stability in the waves will directly affect its safety.

In order to more accurately predict the seakeeping performance of the trawler in the waves and evaluate the stability of the trawler following the waves, based on the three-dimensional potential flow theory and the IMO second generation integrated stability criterion, the detailed seakeeping calculation and stability safety research of the trawler are carried out in this paper. The main contents are as follows:

1. Based on the parameters of the trawler, SolidWorks is used to do the three-dimensional modeling, and Maxsurf's stability module is used to do the static hydraulic calculation and draw the static hydraulic curve in AutoCAD;

2. The frequency response of pitching, heaving and rolling of the trawler in regular wave is calculated and analyzed by Maxsurf's motion module. Based on spectrum analysis technology and ITTC's two parameter spectrum, the wave resistance of the trawler in irregular wave with significant wave height of 5m and characteristic period of 7s is predicted by a large number of calculations;

3. Based on the IMO second generation intact stability criterion, this paper checks the loss of pure stability of the trawler, and passes the first and second layer weak stability criteria under the design draft. Change the position of the ship's center of gravity and explore its influence on the stability of the trawler.

Key words: trawler, Weakness criterion ,Seakeeping property, Second generation intact stability criterion

目录

摘 要 3

第一章 绪论 6

1.1 研究背景及意义 6

1.2 国内外研究现状 6

1.2.1 国内外渔船发展现状 6

1.2.2 我国极地渔船航线和海况特征 7

1.2.3 三维势流理论和IMO第二代稳性衡准发展现状 8

1.3 主要工作和采用的技术方案及措施 9

1.3.1 主要工作内容 9

1.3.2 采用的技术方案及措施： 9

第二章 船体三维建模与静水力计算 10

2.1 船体三维建模 10

2.1.1 船舶主尺度 10

2.1.2 建模过程 10

2.2 静水力计算主要方法 11

2.3 静水力计算数据 12

2.4 静水力曲线图及介绍 13

第三章 耐波性计算及预报分析 15

3.1 船舶耐波性计算概述 15

3.2 拖网渔船耐波性特点概述 15

3.3 耐波性计算 16

3.3.1 规则波中纵摇、横摇、升沉运动频率响应函数曲线 16

3.3.2 不规则波谱分析及耐波性预报 21

第四章 随浪稳性评估及分析 25

4.1 IMO第二代稳性衡准草案版本 25

4.2 第一层薄弱性衡准 25

4.3 第二层薄弱性衡准方法 27

4.4 本船第二层薄弱性衡准 29

4.5 重心高度对第二层薄弱性衡准校核的影响与分析 30

第五章 工作总结和后期展望 35

5.1 本文工作总结 35

5.2 后期展望 35

参考文献 36

致 谢 37

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

随着海上渔业资源的开发,国际近海渔业资源管控日渐严格,极地渔业和远海渔业成为当今渔业发展的必然方向。由于远洋航行和捕捞的风浪条件更为苛刻,大型南极磷虾拖网渔船又是远洋和极地捕捞作业的主力军，设计和建造具有优良的耐波性和安全稳性的大型拖网渔船成为当今渔船船型研究的热点。

大型南极磷虾拖网渔船是我国目前最大的远洋拖网渔船，考虑到拖网渔船在大洋上航行时的风浪环境及捕捞作业的特点，其耐波性和波浪稳性直接影响其风浪中的航行性能、捕捞作业的经济性，其随浪中的纯稳性丧失更将直接影响其安全性。

为了满足适航性和经济性，根据渔船航线和主要航行海域的风浪特征，计算和预报渔船耐波性成为不可或缺的重要步骤。为了满足安全性，船舶稳性作为重要的船舶性能参数，已经被IMO写入强制执行规范了，校核具体风浪条件和载况下船舶是否会发生危险等成为重要的工作。

因此，本文基于三维势流理论和第二代稳性衡准，利用现有条件，通过查阅资料、程序模拟、数据计算及分析，探究耐波性和随浪稳性对渔船的影响，通过大量计算分析预报渔船耐波性并评估渔船的随浪稳性，着重解决大型南极磷虾拖网渔船的耐波性和稳性问题，进而提升此类船舶的安全性和经济性，更大程度满足人们日益增长的对磷虾等远海产品的需求，提高大型南极磷虾拖网渔船的航行性、经济性和安全性，促进我国大型渔船工业的蓬勃发展。

1.2 国内外研究现状

本文主要工作是基于三维势流理论计算和预报渔船耐波性、基于IMO第二代稳性衡准评估渔船的随浪稳性。这就涉及我国当前渔船的发展背景特征和现状及海况特征，涉及三维势流理论、第二代稳性衡准的发展。因此本文的国内外发展现状主要分为三个部分：第一部分为国内外渔船发展现状；第二部分为我国极地渔船航线和海况特征；第三部分为三维势流理论和第二代稳性衡准纯稳性丧失部分发展现状。

1.2.1 国内外渔船发展现状

（1）极地渔业资源调查船