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20000TEU集装箱船安全配载优化方法研究
| 论文题名： | 20000TEU集装箱船安全配载优化方法研究 |
| 关键词： | 集装箱船;配载设计;静水弯矩;稳性 |
| 摘要： | 研究表明超大型集装箱船的单箱成本、投资成本、航次成本和营运成本均比小型集装箱船的相应的成本要低，因而集装箱船大型化发展的趋势变得越来越快。为了追求效益，马士基航运率先提出订造20000TEU集装箱船。由此20000TEU集装箱船应运而生。 20000TEU集装箱船作为当今社会超大型集装箱船的代表，在各国之间的海上贸易交往中发挥着越来越重要的作用。面对这样的“巨无霸”，集装箱配载人员必须要将保障20000TEU集装箱船航行时的强度和稳性放在首位来考虑。 在计算船舶强度时，利用遗传算法对给定载况下船舯静水弯矩进行优化计算，选取20000TEU集装箱船在结构吃水出港为计算载况。优化中以每个Bay位上的装载重量为决策变量，特别强调了船舶配载后的吃水差约束并给出该约束的数学表达模型。通过优化的船舯静水弯矩要比实船实际配载得出的船舯静水弯矩小，且装载箱重不同时优化效果也不尽相同。 在优化船舯静水弯矩时计算出的每个Bay位装载重量的基础上，进行基于稳性的配载方案的优化。以每个Bay位上的货舱内装载的集装箱数量占据该Bay位上的总的集装箱数量之比O为决策变量，给出新的初稳性高目标函数表达式。提出每个Bay位上可能存在的4种极限装载的表达式，编程计算了船舶在静水弯矩最优的情况下若要到达最小安全初稳性高时货舱内各位置处的集装箱的最少装载量，从而得出集装箱船的安全配载方案。提出一种基于目标稳性的20000TEU集装箱船配载方案研究方法。论文给出配载程序，利用程序计算时，当输入(GM)值，可得出相应条件下20000TEU集装箱船的配载优化方案。 本文以均质装载12tTEU、14tTEU及16tTEU为例进行了优化方法的验证。结果表明该优化方法能够使20000TEU集装箱船（装载上述箱重的集装箱）的静水弯矩分别降低13.2％、9.8％、1.7％;以优化的配载方案进行稳性校核，稳性满足相关衡准的要求。 |
| 作者： | 徐帅 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 张佳宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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