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原文传递一种基于POT的破损船舶倾覆概率计算方法

专利名称：	一种基于POT的破损船舶倾覆概率计算方法
摘要：	本发明涉及一种基于POT的破损船舶倾覆概率计算方法，属于基于POT的破损船舶倾覆概率计算方法技术领域。包括以下步骤：1、破损船舶进水过程的时域计算；2、基于POT方法的横风横浪中破损船舶倾覆概率评估。本发明采用的POT方法的核心是根据阈值选用少量数据来分析处理，对样本中超过阈值的所有观测值建模，并对数据的尾部特征进行拟合，实现船舶安全性的快速评估。该方法可以辅助决策者在破损进水的紧要时刻快速决策和应急响应。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	鲁东大学
发明人：	胡丽芬;李武斌;张克正;毕俊颖;吕文斌
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910837760.0
公开号：	CN110498010A
分类号：	B63B9/08(2006.01);B;B63;B63B;B63B9
申请人地址：	264025 山东省烟台市芝罘区红旗中路186号
主权项：	1.一种基于POT的破损船舶倾覆概率计算方法，其特征在于包括以下步骤： 1)、破损船舶进水过程的时域计算：根据船舶的不同破舱类型确定求解方法，第一类舱、第二类舱的进舱水和舷外水没有相互作用，采用增加重量法求解不同横倾角时的复原力矩；第二类舱存在进舱水与船体的相互作用，忽略液体晃荡的影响，假定舱内液体为准静态，只考虑自由液面对复原力矩的影响；第三类舱进舱水和舷外水存在相互作用，采用损失浮力法求解瞬时复原力矩，考虑到破损口处的进流/出流，选择合适的流系数来修正；针对进水舱室的不同情形应用伯努利方程，对破口流速时域内积分得破口流量，对每一时间步长的舱内进水量进行数值求解，得到进舱水对船体的倾斜力矩； 2)、基于POT方法的横风横浪中破损船舶倾覆概率评估根据破损船舶的复原力矩曲线，结合风浪并存时单自由度横摇运动方程，不规则波采用不同振幅和相位的正弦波叠加而成；建立横风横浪中破损船舶的倾覆概率模型；由于波浪扰动力中绕射成分与横荡对横摇的耦合作用之间相互抵消，主要考虑Froude-Krylov部分的波浪激励力矩，在时域内瞬时湿表面上直接进行压力积分；利用四阶Runge-Kutta方法时域求解横风横浪中的横摇运动，采用POT方法对破损船舶时域横摇计算结果进行分析处理，快速模拟破损船舶在横风横浪中的倾覆，进而对破损船舶安全性进行快速评估；所述POT方法中的倾覆概率的计算公式如下(2)-(4)所示，根据一组已有的样本数据，这组样本数据可根据数值模拟或者模型试验得到，结合选定的阈值计算得到样本数据中超过阈值的概率λ1，对于超过阈值的样本数据采用极值理论进行分析，得到倾覆发生的条件概率λ2，最后根据公式(2)得到总的倾覆概率； λ＝λ1·λ2 (2) 其中，λ为最终计算的倾覆概率，λ1为横摇数据中超过阈值的概率；λ2为超过阈值后发生倾覆的条件概率；φm0为设定阈值；φm2为失效准则；fPOT(φ)为用超过阈值的样本数据分析得到的概率分布密度；FPOT(φ)为相应的累积分布函数。
所属类别：	发明专利