请扫描 微信公众号 官方微博

您的位置是 > 首页 > 技术成果 > 江海通航船舶波浪载荷研究

江海通航船舶波浪载荷研究

新闻来源:中国船检    浏览量:837 CCS武汉规范研究所 2018-01-16
    目前,大宗散货和集装箱主要采用两种方式运至长江腹地:其一是三程运输模式,即通过超大型海船运抵沿海枢纽港,然后采用海船运至长江下游港口,最后采用内河船运抵沿江码头;其二是二程运输模式,即通过超大型海船运抵沿海枢纽港(如舟山宁波港),然后采用江海直达船运抵沿江码头。

    二程运输与三程运输相比可减少一次货物中转,具有明显的经济和社会效益。然而,由于目前的江海直达船是按照海船规范设计建造的,其波浪载荷的基础是基于北大西洋环境资料预报值的折减,从而导致船舶吃水深、结构重,影响了江海直达船的经济性。从实际情况看,舟山至长江特定航线的水域范围小于沿海航区,其风浪条件亦好于沿海航区。因此,对特定航线船舶波浪载荷进行深入研究,可为结构强度的评估提供输入,进而可以提高江海直达船舶的经济性。

    在结构安全问题中,外载荷、结构响应、强度标准的制定,是三个缺一不可而又相互关联的重要方面。当前,对船舶强度的评估是基于“载荷第一”的原则,即在结构设计时,必须首先合理确定作用于船体和局部结构上的各种实际可能的动态载荷,包括它们的最大值以及各载荷分量间的适当组合,在此基础上才能进一步讨论怎样选择合适的内力分析方法和建立可接受的强度标准 。因此,各船级社都对船体和局部结构上的各种载荷的确定给予了越来越多的关注。

    根据“舟山江海联运服务中心”建设的需求,中国船级社(CCS)遵循目标型标准(GBS)的理念及方法论,采用了“理论分析、数值预报、试验验证”相结合的技术路线,收集了航行水域典型代表点的风浪资料,结合船舶的设计寿命,根据相关理论处理分析后得到了预报所需的散布图、超越概率水平等参数,利用CCS的三维波浪载荷预报程序得到了波浪载荷的水平及影响要素,后期拟进行实船测试工作。

    在江海通航船舶航线、环境资料及代表性方面,根据港航及海事部门提供的营运信息,目前宁波-舟山水域江海直达船舶主要有两条航路(两条特定航线),习惯上称为内航路和中航路:内航路(红线),航行2万吨级以下船舶;中航路(橙线),航行2-5万吨级船舶。
舟山水域航路及环境资料点示意图

    采用直接计算法预报船舶在使用期内的波浪载荷,需要掌握船舶航行水域内的风浪长期统计资料。根据国家海洋局东海预报中心、舟山市气象局提供的数据资料,目前收集了长江—宁波舟山水域12个观测点多年的风浪资料。从收集的风浪观测点分布看,从内、中、外水域涵盖了2条航路的途经范围,且如上图所示其观测点分布较为均匀。因此,收集的风浪资料能够代表宁波舟山水域特定航线的风浪特征。

    在船型参数方面一方面是尺度及尺度比,另一方面是剖面特性。尺度比L/B取4.5、6,B/D取3、3.5共4种组合;船长L取60、80、100、120、140、160、180m共7个船长,合计28型船。尺度比是根据规范要求及实际船舶的建造情况确定的;船长最大180m可以满足内河通航环境条件限制下江海直达船舶的需求。

    在预报参数选取方面,一是波浪散布图,二是波浪谱,三是超越概率水平,四是预报载荷及分析。

    CCS开展的这项研究遵循“载荷第一”的原则,基于宁波-舟山至长江口实际航行水域的风浪资料,预报得到了江海直达船舶的波浪载荷,具有较好的工程应用价值。与采用《海规》设计建造的江海直达船舶相比,运用CCS研究的预报结果设计建造的特定航线江海直达船舶,可减少船舶的结构重量、提高船舶的载量,具有良好的工程应用价值。

    以此为输入研发设计的一型散货船和一型集装箱船舶,与采用《海规》设计建造的江海直达船舶相比,可减少船舶的结构重量、提高船舶的载量;在保证安全的前提下,船舶装的多、跑得快、能耗低,在当前的航运市场成本压力下,其运输优势将有效保证船东利益的最大化,同时符合国家节能减排的政策要求,具有良好的经济价值,达到了市场的预期,获得了行业的认可。

    目前,江海直达商品车滚装船、冷链船等船型已成为新的需求。后期,将在上述研究路线的基础上,根据市场需求,进一步拓展船型和航线,形成江海直达系列船型。
上一篇:CCS《邮轮规范》在邮轮设计中的应用要点(一)下一篇:CCS三维稳性系统COMPASS-iStability