71.6m開底泥駁波浪載荷計(jì)算報(bào)告

1、-71.6m開底泥駁波浪載荷計(jì)算報(bào)告2021 年12月1、概述本船為沿海航區(qū)開底泥駁。根據(jù)中國船級(jí)社2021 版?國航行海船建造規(guī)?以下稱?規(guī)?第二篇第二章.2節(jié)的規(guī)定，由于該船的主尺度比不符合?規(guī)?波浪載荷計(jì)算的適用條件，故本計(jì)算書按照2.2.9節(jié)的要求，對(duì)波浪載荷應(yīng)采用直接計(jì)算方法確定。2、船舶主要參數(shù)總 長L71.60m設(shè)計(jì)水線長LWL69.19m垂線間長LPP67.60m型 寬B15.60m型 深D5.00m設(shè)計(jì)吃水d3.70m3、計(jì)算依據(jù)的圖紙資料本計(jì)算所依據(jù)的圖紙有關(guān)圖紙資料如下： 序 號(hào)圖紙名稱1總布置圖2線型圖3各種裝載情況及完整穩(wěn)性計(jì)算書4橫剖面構(gòu)造圖5根本構(gòu)造圖4、計(jì)算模型

2、4.1 水動(dòng)力模型采用基于三維繞射-輻射及Morison理論為根底的WADAM程序，因此要建立水動(dòng)力面元模型。本計(jì)算書在Patran-Pre中建立水動(dòng)力模型，采用右手直角坐標(biāo)系，原點(diǎn)位于FR0、基線和中縱剖線的交點(diǎn)處，*軸沿船長指向船首為正方向，y軸沿船寬指向左舷為正方向，z軸向上為正方向，水動(dòng)力模型見圖4.1圖4-2：圖4-1 Patran-Pre環(huán)境下的Panel模型圖4-2 SESAM-HYDRO環(huán)境下的Panel模型4.2 質(zhì)量模型質(zhì)量模型對(duì)船舶波浪載荷計(jì)算的精度至關(guān)重要，質(zhì)量模型和實(shí)船的重量重心差異越小，波浪載荷計(jì)算精度就越高。為此，需要實(shí)際統(tǒng)計(jì)全船各局部質(zhì)量并按靜力等效原則得到全船

3、質(zhì)量沿船長方向的分布。本計(jì)算書采用質(zhì)量點(diǎn)和零質(zhì)量棒的形式，在Patran-Pre中建立質(zhì)量模型。零質(zhì)量棒上兩端點(diǎn)的間距為橫搖慣性半徑的兩倍，質(zhì)量模型見圖4-3。圖4-3 質(zhì)量模型4.3 計(jì)算工況根據(jù)本船的裝載和航行情況，本計(jì)算選取以下三個(gè)根本工況進(jìn)展計(jì)算：表4-1 計(jì)算工況工況裝載狀態(tài)排水量/t重量重心縱向位置/m吃水/mLCA泥艙滿載，全部燃料及配品=1.005t/m3LCB泥艙滿載，10%燃料及配品=1.000t/m3LCC泥艙局部裝載，10%燃料及配品=1.200t/m35、波浪載荷計(jì)算參數(shù)本計(jì)算采用基于三維線性勢(shì)流理論的波浪載直接計(jì)算方法，該方法是參照國際船級(jí)社協(xié)會(huì)(IACS)推薦和認(rèn)

4、可的波浪載直接計(jì)算方法，使用軟件為DNV的SESAM軟件。5.1 波浪頻率和浪向根據(jù)?規(guī)?要求，所選的波浪頻率波長不應(yīng)少于20個(gè)，表5-1列出了各個(gè)遭遇頻率對(duì)應(yīng)下的波長及波長船長比。頻率與波長的換算關(guān)系： 表5-1 頻率與波長頻率rad/s周期s波長m波長/船長0.20031.4161540.95522.80 0.25025.133986.21114.59 0.30020.944684.86910.13 0.35017.952503.1697.44 0.40015.708385.2395.70 0.45013.963304.3864.50 0.50012.566246.5533.65 0.55

5、011.424203.7633.01 0.60010.472171.2172.53 0.6509.666145.8892.16 0.7008.976125.7921.86 0.7508.378109.5791.62 0.8007.85496.3101.42 0.8507.39285.3121.26 0.9006.98176.0971.13 0.9506.61468.2971.01 1.0006.28361.6380.91 1.0505.98455.9080.83 1.1005.71250.9410.75 1.1505.46446.6070.69 1.2005.23642.8040.63 1.2

6、505.02739.4480.58 1.3004.83336.4720.54 1.3504.65433.8210.50 1.4004.48831.4480.47 1.4504.33329.3170.43 1.5004.18927.3950.41 1.5504.05425.6560.38 1.6003.92724.0770.36 計(jì)算所取得浪向不應(yīng)少于7個(gè)，包括0°頂浪、30°、60°、90°、120°、150°、180°隨浪，其中沿船長方向指向船首為0°，指向船尾為180°，指向左舷為90°。計(jì)

7、算航速取零,Fn=0。5.2 參考橫截面根據(jù)波浪彎矩和剪力位置的定義，計(jì)算波浪彎矩和剪力位置的定義見表5-2和圖5-1。表5-2 25個(gè)參考橫截面位置25個(gè)參考橫截面位置序列坐標(biāo)位置/m序列坐標(biāo)位置/m1-33.80142.822-30.98155.633-28.17168.454-25.351711.275-22.531814.086-19.721916.907-16.902019.728-14.082122.539-11.272225.3510-8.452328.1711-5.632430.9812-2.822533.80130圖5-1 25個(gè)參考橫截面模型5.3 波浪譜和波浪散布圖根據(jù)規(guī)

8、要求及研究需要，本舶在不規(guī)則波浪上的運(yùn)動(dòng)和波浪載荷響應(yīng)及其短長期預(yù)報(bào)計(jì)算采用P-M波浪譜：式中：波浪圓頻率，rad/s；有義波高，m；波浪跨零周期，s；能量擴(kuò)散函數(shù)；組合波與主浪向之間的夾角，rad。進(jìn)展長期預(yù)報(bào)時(shí)，通常采用波浪散布圖作為其航行海域的環(huán)境條件。波浪散布圖由不同海況和每一海況出現(xiàn)的概率組成。每一海況常用有義波高和跨零周期表征。SESAM/POSTRESP模塊提供了兩種波浪統(tǒng)計(jì)資料：世界圍波浪散布圖DNV-WW和北大西洋波浪散布圖DNV-NA，分布用于疲勞強(qiáng)度分析FLS和極限強(qiáng)度分析ULS，它們并不適用于中國沿海航行船舶波浪載荷的長期預(yù)報(bào)。所以，本文在計(jì)算時(shí)以中國沿海波浪散布圖作為

9、長期預(yù)報(bào)的參考海況，在POSTRESP模塊中按照表5-3建立新的波浪統(tǒng)計(jì)資料。5-3 中國沿海波浪散布圖Hs/mTz/s3.545678910111212.5Total11.5000000000000011.000000000000009.000000000000007.500000011000026.000000221000055.0000037621000194.000031112620000343.2501142720931000752.500103943249200001271.853377456248200002041.2511546638144100001880.852162562793000001780.50366242186100000165Total7122629422311849142000997各工況頻率響應(yīng)函數(shù)曲線如以下圖所示：LCA 頻率響應(yīng)函數(shù)曲線LCB 頻率響應(yīng)函數(shù)曲線LCC 頻率響應(yīng)函數(shù)曲線各工況主要載荷控制參數(shù)(船中垂向波浪彎矩)長期預(yù)報(bào)曲線如以下圖所示：LCA 載荷長期預(yù)報(bào)曲線LCB 載