大型拖网渔船耐波性和随浪稳性评估文献综述
2020-04-23 19:54:58
对于一个海岸线绵长的国家来说,渔业资源一定是非常丰富的,但由于近年来渔业捕捞的不科学性和不可持续性,渔民不知节制的捕捞,大量使用细目渔网进行捕捞,导致我国近海渔业资源匮乏,渔民不得不到深海区进行捕捞作业。再加上1982年,联合国第三次海洋法会议上专属经济区作为一种新制度被写入《联合国海洋法公约》,渔船活动范围扩大。而且随着科学的发展、社会的进步,开发新渔场、发展远洋渔业也必然是一个发展重点。
要想发展远洋渔业,就必须实现渔船大型化和先进化。就市场调查来看,国外渔业发达国家很早就开始大型渔船的研究制造,特别是拖网渔船和围网渔船,国外最大拖网渔船船长已达144.6米,载重1150吨。反观我国大型拖网渔船发展落后,远洋渔船稀缺、老龄化严重,多为国外二手渔船,没有专业的远洋渔船。
远洋渔船近年来倾覆事故频发,所以渔船的耐波性和稳性是十分重要的。远洋渔船相对与其他远洋船舶尺度小,由于常年在海上进行捕捞作业,遇到的恶劣海况也会比其他船舶多;有时因为捕捞作业需要,渔船航向和航速会受到限制,有时不得不处于不利的风向和波向上;渔船由于海上捕捞作业,海洋载况多;渔船还有可能跨越不同航区作业。由此可见大型渔船的耐波性和稳性评估是十分必要的。
就渔船耐波性来说,主要有三种方法:船模实验、实船试验、理论计算方法。船模实验是目前船舶耐波性预报的主要方法,在国内外得到广泛应用,其优点在于简单、经济、实验数据可靠。实船试验的方法和船模实验研究同时进行,实船试验也是一种重要而有效的方法。理论计算流体动力学方法主要分为两个:二维切片理论和三维水动力理论。二维切片理论基于细长体理论,是一种近似的方法,将实际的三维问题简化为二维问题。三维水动力理论的研究方法主要为格林函数方法和Rankine源方法。
近年来拖网渔船倾覆事件频发,但事故船只符合规范稳性的要求,故在 2008 年IMO 稳性、载重线和渔船安全分委会(SLF)第 51 次会议上启动了“新一代完整稳性衡准”的制定,经过 SLF 52 次会议(2009)到 SDC 4 次会议(2017)二代稳性工作组的努力,形成了由 5 种失效模块、3 层评估方法以及航行作业指南构成的第二代完整稳性衡准构架体系。我国进行大量的实验,积极参与规则的制定工作,也取得了一定的成就。
中国船舶科学研究中心鲁江在参数横摇方面进行了大量的研究,详细研究了斜浪、顶浪状态下船舶的复原力臂,阻尼系数等参数的求解方法,分析了其对参数横摇的影响,并通过大量的船模试验与计算模型进行比较分析。上海交通大学的常永全根据势流理论,推导出船舶参数横摇的运动数学模型,并分析了不同波长、波高、航速等参数对参数横摇的影响。王田华重点计算了系列集装箱船尾随浪状态下,各工况下的纯稳性丧失薄弱性,并通过分析提出了纯稳性丧失衡准的修改建议。顾民、鲁江等进行了大量的船模试验和数值模拟,分析了船型的敏感性。
本文通过流体力学分析软件对大型拖网渔船进行规则波中的耐波性计算和不规则波中的运动预报,运用IMO二代完整稳性理论对该船进行随浪稳性计算,通过改变船型资料研究不同主尺度对渔船耐波性和随波稳性的影响。
通过本次研究学习计算流体力学基本知识,使用软件进行水动力分析,学习建模软件的使用,了解第二代完整稳性理论和计算规则,可以初步运用规则进行稳性评估。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}1、针对拖网渔船主要船型特点完成船型调研,根据研究内容广泛查阅论文资料,调查随浪稳性对拖网渔船安全性影响,完成调研报告、开题报告;
2、学习建模软件Catia,并运用软件完成大型拖网渔船船体建模,学习并使用maxsurf软件进行静水力计算,绘制静水力曲线图;