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原文传递一种液舱自由液面对船舶稳性的修正方法

专利名称：	一种液舱自由液面对船舶稳性的修正方法
摘要：	本发明公开了一种液舱自由液面对船舶稳性的修正方法，特别是一种液舱的液面宽度随液面高度变化可呈跳跃性变化时液舱自由液面对船舶稳性的修正方法。采用面积惯性矩法计算特殊形状液舱的自由液面时，当液面高于临界液面时，在计算液面面积惯性矩时应采用替代液舱法。因替代液舱的液面宽度呈连续性变化，其优点是，当特殊形状液舱的液面宽度随液面高度增大呈跳跃性变化时，可以避免按实际液面采用面积惯性矩法计算特殊形状液舱自由液面的风险。基于改进后的液舱自由液面对船舶稳性的修正方法，船舶稳性计算结果修正了按实际液面采用面积惯性矩法计算特殊形状液舱自由液面时船舶稳性计算存在的风险，计算结果对于实际工作是安全和合理的。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海海事大学
发明人：	薛孝行;胡甚平;席永涛;轩少永;吴建军
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-18T00:00:00+0800
申请号：	CN201910676597.4
公开号：	CN110341883A
代理机构：	上海元好知识产权代理有限公司
代理人：	徐雯琼;章丽娟
分类号：	B63B9/08(2006.01);B;B63;B63B;B63B9
申请人地址：	201306 上海市浦东新区临港新城海港大道1550号
主权项：	1.一种液舱自由液面对船舶稳性的修正方法，其特征在于，包含如下步骤： S1、确定预设液面的液面属性，所述预设液面包含不同液面高度时的液面和/或不同液体体积时的液面； S2、根据液面属性计算所述预设液面的液面面积惯性矩； S3、根据步骤S2计算的预设液面的液面面积惯性矩，制作液舱不同液面高度和/或不同液体体积与液面面积惯性矩的关系的参数表或图； S4、根据实际液面的液面高度和/或液体体积，查阅步骤S3制作的所述参数表或图，确定实际液面的液面面积惯性矩； S5、根据步骤S4获得的所述实际液面的液面面积惯性矩，计算实际液面对船舶稳性衡准指标的修正；其中，所述步骤S2具体包含： S21、判断预设液面的宽度是否可经临界液面呈跳跃性变化趋势： S21.1、若是，则判断此时的预设液面位于哪个区域内，具体包含：S21.11、预设液面位于跳跃前液面宽度连续区域内，根据液面属性，计算预设液面的液面面积惯性矩；或，S21.12、预设液面位于跳跃后液面宽度连续区域内，采用替代液舱法计算预设液面对应的液面面积惯性矩，转至步骤S3；其中，若液舱液面的宽度可以呈跳跃性变化，将舱体分为跳跃前液面宽度连续区域和跳跃后液面宽度连续区域；所述跳跃前液面宽度连续区域为：随着预设液面的高度增大，预设液面宽度为连续性变化的液面高度范围或液体体积范围；所述跳跃后液面宽度连续区域为：随着预设液面的高度增大，预设液面经某一临界液面，所述预设液面宽度存在跳跃性变化，跳跃性变化后随着预设液面的高度增大，预设液面宽度为连续性变化的液面高度范围或液体体积范围；所述临界液面为：随着液面的高度增大，预设液面宽度发生跳跃性变化时对应的液面； S21.2、若否，则按照预设液面的液面属性计算预设液面对应的液面面积惯性矩，转至步骤S3。 2.如权利要求1所述的液舱自由液面对船舶稳性的修正方法，其特征在于，所述预设液面的液面属性具体包含：液面的形状、宽度和长度。 3.如权利要求1所述的液舱自由液面对船舶稳性的修正方法，其特征在于，所述步骤S21.12中的替代液舱法包含以下：所述预设液面位于跳跃后液面宽度连续区域内，所述替代液舱的范围为跳跃后液面宽度连续区域顶面与跳跃性变化时临界液面所确定的区域；所述预设液面的替代液面为替代液舱中预设液面的液面高度或液体体积对应的液面。 4.如权利要求1或3所述的液舱自由液面对船舶稳性的修正方法，其特征在于，所述替代液舱法采用第一替代液面法，所述第一替代液面法为：采用第一替代液面代替预设液面，采用第一替代液面宽度代替预设液面的宽度，直接计算第一替代液面的液面面积惯性矩。 5.如权利要求4所述的液舱自由液面对船舶稳性的修正方法，其特征在于，所述第一替代液面法具体包含以下：所述第一替代液面宽度bx为或其中，b1为跳跃变化时临界液面的最大液面宽度；b2为跳跃后液面宽度连续区域中液面高度最高或液体体积最大时对应液面的最大液面宽度；hx为第一替代液面的液面高度；h1为液面宽度跳跃性变化时临界液面的液面高度；h2为跳跃后液面宽度连续区域中液面高度最高时对应的液面高度，v1为液面宽度跳跃性变化时临界液面对应的液体体积，v2为跳跃后液面宽度连续区域中液体体积最大时对应的液体体积，vx为第一替代液面对应的液体体积；所述第一替代液面的液面面积惯性矩ix1为其中，ix1为第一替代液面的面积惯性矩；l为液舱的最大长度；bx为第一替代液面的宽度；k为无因次系数，与第一替代液面的液面属性有关。 6.如权利要求1或3所述的液舱自由液面对船舶稳性的修正方法，其特征在于，所述替代液舱法采用第二替代液面法，所述第二替代液面法为：采用第二替代液面代替预设液面，计算跳跃性变化时的临界液面的最大面积惯性矩和跳跃后液面宽度连续区域中液面高度最高或液体体积最大时对应液面的面积惯性矩，根据插值法计算第二替代液面面积惯性矩。 7.如权利要求6所述的液舱自由液面对船舶稳性的修正方法，其特征在于，所述第二替代液面法具体包含以下：所述液面的液面面积惯性矩i计算方法为：其中，i为液面的面积惯性矩；l为液舱的最大长度；b为液面的最大宽度；k为无因次系数，与液面的液面属性有关；根据公式(4)计算出跳跃性变化时临界液面的最大面积惯性矩i1；根据公式(4)计算出跳跃后液面宽度连续区域中液面高度最高或液体体积最大时对应液面的面积惯性矩i2；采用插值法计算所述第二替代液面的液面面积惯性矩ix2为：或 8.如权利要求1所述的液舱自由液面对船舶稳性的修正方法，其特征在于，所述的步骤S3中，按照等差数列的液面高度数值或液体体积数值制作参数表或图。 9.如权利要求1所述的液舱自由液面对船舶稳性的修正方法，其特征在于，所述步骤S4中，当所述参数表中无对应的实际液面的液面高度或液体体积数值时，采用内插法计算所述实际液面的液面面积惯性矩；采用内插法计算实际液面的液面面积惯性矩的具体方法包含：选择参数表中第一个大于实际液面的液面高度或液面体积对应的液面为上限液面，选择参数表中第一个小于实际液面的液面高度或液面体积对应的液面为下限液面，查阅所述参数表可获知上限液面对应的液面面积惯性矩ib与下限液面对应的液面面积惯性矩is，采用线性内插法计算实际液面的液面面积惯性矩ix为：其中，ix为实际液面的液面面积惯性矩；h为实际液面的液面高度；ib为上限液面对应的液面面积惯性矩；hb为上限液面对应的液面高度值；is为下限液面对应的液面面积惯性矩；hs为下限液面对应的液面高度值；或，采用线性内插法计算实际液面的液面面积惯性矩ix为：其中，ix为实际液面的液面面积惯性矩；v为实际液面的液体体积；ib为上限液面对应的液面面积惯性矩；vb为上限液面对应的液体体积值；is为下限液面对应的液面面积惯性矩；vs为下限液面对应的液体体积值。
所属类别：	发明专利