船舶破舱进水速度与时间的计算

第２８卷第２期　２００２年５月　大连海事大学学报　竺鲥　Ｄａ＝＝　——————ｌｉａｎ　Ｍａｒｉｔｌｍｅ　ｕｎｉ　——一　Ｖｏｌ　２８㈣Ｎ　２　Ｊ　…文章嫡号　Ｍａｙ，２００２　船舶破舱进水速度与时间的计算＊　大，　连海事大学航海学院。杜嘉立，徐邦祯沈，，江　ｌ１６０２６）　辽宁太　蕊一言　劣的　凳§　：　进　２　＿事　不断发生瑚ｌ霉　Ｊ是在恶　、　等　水后不至于沉没必须像许　，票耋　！苎　船磊嚣　篓　鬟　翌　嚣　嚣　？　安　篓　肇沉矗曼曼确茹　　蒹　黧　系　瞬　进　篙≯　达到芸　三船舶新的　１－１速度的一般表达式“　器　‘　嚣　１　船舶破舱进水速度的确定　舳参数与坐标系女日囝ｌ所示．在船舶破舱　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２期　杜嘉立，等：船舶破舱进承速度与时问的计算　设　为破口中心到船中的距离，ｄ。为破口中　心到基线的距离，则破口中心到舷外水面距离的　表达式为　Ｊ　ｒ　Ｈ　＝ｄ＾＋　（　＋　）ｄ　０　（２）　（２）船舶纵倾对ｈ，的影响　根据货舱舱容图及货物的渗透率，确定进水　量所占用的舱室相当体积，然后根据船舶各个舱　室的体积一舱高曲线来确定舱内水面的高度．当　舱内水面超过破口的位置时，设破口中心到舱内　水面的平均距离为＾，舱长为ｆ　，故船舶在纵倾　斜状态下，破口中心到倾斜液面的垂直距离为　ｈ　＝ｈ＋娩，＝ｈ＋（　Ｌ—ｚ　／２）　（３）　２　进水时间与进水量的确定　船舶在每一次的微量进水过程中，可认为进　水速度相同，则每一次的微量进水所用的时间表　达式为　１　＝ｑ／Ｏ　６　√２ｇＨ，　（　＝ｌ，２，３，…，　）　【　＝ｑ／０　６　（Ｈ　（】＝＝　＋１ｔ…，　）　（４）　在第　次进水之后，总的进水时间Ｔ（　）与　总的进水量Ｑ（￡）为　，ｒ＝∑￡　；Ｑ＝∑　（５）　３　船舶破舱进水浮态的　计算原理　用逐步逼近的重量增加法求船舶破舱进水　后的纵向浮态．当船舶微量进水后，假设船舶在任　意时刻的参数为：漂心坐标　，每厘米纵倾力矩　Ｍ　，每厘米吃水吨数Ｔ　，进水微量ｑ的中心到　船中的距离为　。，船舶首尾吃水分别为ｄ　和ｄ　，　则　吃水差改变量为　＝　（６）　平行下沉为　＝＿０　（７）　首尾吃水改变量为ｊ材　出（｛一　）　，　【蹦　＝　（÷＋　）　ｄ　！＝ｄＦ＋　＋　Ｆ　变化后的浮态为　ｄ　＝ｄ　＋蹦　（９）　Ｌ　＝ｄｌ、ｌ　ｄ＾ｌ　Ｊ　ｌ　平均吃水为ｄ　＝　（１０）　‘　平均吃水的漂心修正为．　ｄＭ　＝ｄＭ＋　＋　【ｌ１ｊ　先根据公式，计算微量进水后新的平均吃水　ｄ　，然后以平均吃水ｄ　求船舶的漂心坐标３２．．、　每厘米吃水吨数，ｒ　、每厘米纵倾力矩ｌⅥ　等　参数．按式（６）～（１１）求出船舶下一次微量进水　纵向浮态，循环计算逐步逼近当船舶破舱进水速　度　趋进零或船舶进水时计算停止由此得到船　舶晟终浮态及所需时间、进水量等参数　４　实船计算及预报　本文以运木船　ＦＹＩＪ¨号为例．船长Ｌ为１０５　ｍ，型深Ｄ为８　９ｍ，满载平吃水为７．０ｍ　依船舶　资料可知船舶１号舱散装舱容为５　２１２　６ｍ　，２号　舱散装舱容为４　９２２　１　ｍ　，总的舱容为１０　０３４　７　ｍ　，一般统计，舱室内积载术材的亏舱比例为５％　～５０％，本船满载原术的体积晟多为６　０００　ｍ　，考　虑原木本身吸水的重量，确定船舶的渗透率．在船　舶配载完成后，针对船舶实际装载情况进行编程　计算预报　计算船舶破舱进水后速度一时间曲线、　进水量一时间曲线，根据曲线可知船舶破舱进水　速度、进水量随时闻的变化规律及晟终的进水量　和所须的时间　通过计算得到的船舶首尾吃水，以　此判断船舶浮性是否满足规范要求本文仅以１　号舱为例选取两种计算结果介绍如下．　（１）设１号舱原木体积为３　５００　，破口面积　为０　５　ＩＴｌ　，破口面积距船中为３０　ＩＴｌ，破口面积距　舷外液面的高度为３．５　ＩＴｌ，船舶破舱进水后速度一　时闻曲线、进水量一时闻曲线如图２所示．此时由　于船舶舱室内货物的亏舱较大，船舶破舱进水后　的破舱浮性不满足规范要求，用时约７７５　ｓ　（２）设１号舱原木体积为４　５００ｍ　，破口面积　为０．５　，破口面积距船中为３０　ｍ，破口面积距　舷外液面的高度为３　５　ｍ，船舶破舱进水后速度一　时闻曲线、进水量一时间曲线如图３所示此时由　于降低船舶舱室内货物的亏舱率，船舶破舱进水　后的破舱浮性满足规范要求，用时约２１　５　ｓ．　维普资讯 http://www.cqvip.com

２４　大连海事大学学报　第２８卷　～＼　　ｒ／ｓ　ｒ，Ｓ　围２　船舶破舱进水后逮度一时间曲线，进水量一时闻益线　２．４　口Ｉ　８　２７４　２２０　：１６６　ａｌ１２　５８　４　三Ｉ２　０．６　０　ｒ，ｓ　ｒ／ｓ　围３　船舶破舱进水后速度　时阔曲线、进水量　时间瞳线　５　结束语　本文建立了船舶破舱瞬时进水速度的计算模　型，利用此程序在考虑船舶不同装载情况下可对　参考文献：　船舶不同的破口大小及其位置进行破舱计算，给　出了船舶下沉、纵倾达到新的平衡水线甚至沉没　所需的时间．为驾驶员对本船抗沉性的了解提供　了理论依据．　［１］许维德流体力学［Ｍ］北京：国防工业出版社，１９７９．１２，７７培８　［２］盛振邦船舶静力学［Ｍ］上海：上海交通大学出版牡，１９９２．１６９—１８１　【３］徐邦桢海上货物运输【Ｍ］．大连：大连海事大学出版社．２００１．１１４—１３８　Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｌｏｏｄｉｎｇ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｔｉｍｅ　ｆｏｒ　ｄａｍａｇｅｄ　ｓｈｉｐ　ＤＵ　Ｊｉａ—ｌｉ，ｘｕ　Ｂａｎｇ－ｚｈｅｎ，ＳＨＥＮ　Ｊｉａｎｇ　（Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｃｏｌｔｅｇｅ，Ｄａｌｉａｎ　Ｍａｒｉｔｉｍｅ　Ｕｎｉｖ，Ｄａｌｉａｎ　１１６０２６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｈｉｐ’Ｓ　ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ．ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｏｒ　ｓｔｒｉｋｉｎｇ　ｗｏｕｌｄ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｎ　ｆｌｏｏｄｉｎｇ　ｏｗｉｎｇ　ｔｏ　ｈｏｌｄ　ｄａｍａｇｅｄ，ｗｈｉｌｅ　ｑｕａｎｔｉｔｙ　ａｎｄ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｆｌｏｏｄｉｎｇ　ａｒｅ　ｅｏｎｃｅｒｎｅｄ　ｂｙ　ｓｈｉｐ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｉｎｓｔａｎｔ　ｆｌｏｏｄｉｎｇ　ｖｅ－　ｌｏｃｉｔｙ　ｉｓ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｔｉｍｅ　ｔｈａｔ　ｖｅｓａｅ［ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｉｚｅ　ａｎｄ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄａｍａｇｅｄ　ｏｐｅｎｎｉｎｇ　ｒｅａｃｈｅｓ　ｔｏ　ｎｅｗ　ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ　ｅｖｅｎ　ｃａｐｓｉｚｉｎｇ　ｉｎ　ｓｉｎｋｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｒｉｍｍｉｇ　ｉｎｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｂｙ　ｐｒｏｇｒａｍ，ｗｈｉｃｈ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｔｈｅｏｒｙ　ｂａ—　ｓｉｓ　ｆｏｒ　ｃａｐｔａｉｎ　ｔＯ　ｑｕｉｃｋｌｙ　ａｐｐｒａＮｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｄａｍａｇｅｄ　ｓｈｉｐ　ａｎｄ　ｍａｋｅ　ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅｓｃｕｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｏｌｄ　ｏｆ　ｓｈｉｐ　ｄａｍａｇｅｄ；ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｂｕｏｙａｎｃｙ；ｆｌｏｄｉｎｇ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ；ｆｌｏｄｉｎｇ　ｔｉｍｅ