[发明专利]一种超大型船舶安全富裕水深的确定方法及系统

说明书

本发明涉及一种超大型船舶安全富裕水深的确定方法及系统。该方法包括：获取超大型船舶运行参数值；根据参数值，得到流体压力；根据流体压力，得到超大型船舶受到的下沉力和纵倾力矩；根据速度势建立镜像模型，建立超大型船舶下沉量计算模型；根据上述算模型，确定半波升高度；根据下沉力和纵倾力矩，得到吃水变化和纵倾变化；根据吃水变化和纵倾变化，确定船体最大下沉量；根据咸淡水差、横倾增加吃水、油水消耗减少吃水量、半波升高度和船体最大下沉量，确定船舶安全富裕水深；根据船舶安全富裕水深，控制超大型船舶的下沉量。本发明不仅能够通过控制船舶下沉量避免船舶在航行中出现危险，而且能够提高超大型船舶的装载率。

技术领域

本发明涉及船舶富裕水深计算领域，特别是涉及一种超大型船舶安全富裕水深的确定方法及系统。

背景技术

随着国际贸易的迅猛发展，水路运输的日趋繁荣，水路运输交通流量的也在快速增长，水路运输交通组织的难度在逐步增加，水路的事故总量逐年增加，事故类型包括很多种，其中最主要的是碰撞事故，这给航运企业、交通海事部门以及相关航运辅助企业带来巨大损失。

富裕水深(UnderKeel Clearance，UKC)是船舶在通过浅滩或在浅水水域航行时船底必须保留的水深余量，是防止船舶拖底、触底、搁浅和失控的基本要素。当船舶航行在浅水水域时，因其周围流场的变化，使船体下沉、纵倾变化和操纵性能变差，为了避免船舶拖底、触底、搁浅和失控等险情的发生，必须充分地考虑到船底与水底间的安全距离，即富裕水深值。

目前研究超大型船舶安全富裕水深的方法主要是基于经验取值，这种方法并未考虑船舶在航行中，尤其在浅水水域的动态吃水部分。

发明内容

本发明的目的是提供一种超大型船舶安全富裕水深的确定方法及系统，不仅能够通过控制船舶下沉量避免船舶在航行中出现危险，而且能够提高超大型船舶的装载率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种超大型船舶安全富裕水深的确定方法，包括：

获取超大型船舶运行参数值；

根据所述超大型船舶运行参数值，得到流体压力；

根据所述流体压力，得到超大型船舶受到的下沉力和纵倾力矩；

通过速度势建立镜像模型；

根据所述速度势建立镜像模型，建立超大型船舶下沉量计算模型；

根据所述超大型船舶下沉量计算模型，确定半波升高度；

根据所述下沉力和所述纵倾力矩，得到吃水变化和纵倾变化；

根据所述吃水变化和所述纵倾变化，确定船体最大下沉量；

获取咸淡水差、横倾增加吃水和油水消耗减少吃水量；

根据所述咸淡水差、所述横倾增加吃水、所述油水消耗减少吃水量、所述半波升高度和所述船体最大下沉量，确定船舶安全富裕水深；

根据所述船舶安全富裕水深，控制超大型船舶的下沉量。

可选的，所述根据所述超大型船舶运行参数值，得到流体压力，具体包括：根据所述超大型船舶运行参数值采用公式得到流体压力；

其中，p为流体压力，ρ为流体密度，g为重力加速度，U为船舶航速，φ_x为任意一点扰动速度势，为扰动速度势梯度。

可选的，所述根据所述流体压力，得到超大型船舶受到的下沉力和纵倾力矩，具体包括：

根据所述流体压力采用公式得到超大型船舶受到的下沉力；

根据所述流体压力采用公式得到超大型船舶受到的纵倾力矩；