大型船舶航行下沉置计算方法的实测研究

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1、第五部分：载运工具设计制造及运用工程一，∥，^川甜矿-’一’J“·^‘，，-～．‘．㈦一j。’，rF，r州”：大型船舶航行下沉量计算方法的实测研究白宇明，戴冉(大连海鞘航黼，辽宁大连116026)摘要：富余水深的控制是大型船舶进出港的关键因素之一，确定富余水深的最重要的问题是确定船舶航行时的下沉量(Squat)。提出了一种船舶下沉量的实测方法，可以精确测量船舶实际下沉量。分析比较了航行时船体下沉量的各种简易算法。并将这些理论算法与实测数据相对比，得出结论：对于大型船舶而言，很多传统方法已经不再适用，只有Soukhomel&Zass和Faruzlu&Hausser两种方法的计

2、算精度可以接受，但是在其使用时，一定要注意限制条件。关键词：大型船舶；下沉量；船速O引言E世纪60年代，船舶的大型化使得船舶进港时航道水深富余量成为—个限制条件。而在确定水深余量的过程中，船体的下沉量是最难以确定的重要因素。1967年Tuck利用细长体理论首先给出了—种估算方法。在这之后的几十年来，许多专家和学者先后提出过至少十J1种解析式和半经验的计爹斡公式，这些方法在各种限制条件和情况下也得到了一定程度上的认可。但是，近年来随着海运事业的蒸蒸日上和造船技术的不断成熟，船舶也在朝着大型化发展。从前的‘‘万吨巨轮”这—概念已经不复存在。在这种隋况下，过去被认为较为可靠的船舶

3、下沉量计算方法对于如今的十万吨级船舶可能产生比皎大的误差，其适用性也需重新考虑。另外，从经济角度考虑，如果富余水深考虑得太保守会影响航道水深的利用效率，这必然会影响货物的进出港速度，造成不必要的经济损失。所以，较为准确的确定大型船舶在限制水域电黼沉量的计算方法在安全、理论和经济三个方面都有着重要的现实意义。1计算公式和适用情况关于船体_下沉量的计算方法，目前有两大类——理论计算法和由模型及实船试验结果总结出的经验计算法。本文综合了各种文献和国际会议的介绍，归纳出一些实际应用比较广泛的计算公式。1．1霍夫特(Hooit)公式1974年，Hoott在Tuck细长体理论的基础上，

4、通过对模型试验结果与计算值比轫勘沩’C。和C可以表达成排水体积V(m3)与船长三印(m)的某种函燃，并将平均下沉量相对于船长三印的百分比改写成s(％)，于是给出了下列概算公式跳脚2惫’南×o．惭、式中，如='l，／√驴；h为水深。1．2Eryuzlu&Hausser公式1978年，Eryuzlu和Hausser在3艘有球鼻艏的VLCC油船模型试验的基础上得出如下船艏下沉量的简易计算公式10452005·8中国·大连中国交道研究与探索(2005)一第六多全圉交通运输领域青年荸术会议论文喜sb=o．113(h)-0．27础8式中，r为吃水。1．3Barrass公式1979年，B

5、arrass利用船模和实船对船舶下沉量进行了试验和研究，其得到的简易公式为sb=0．01c6(V)。式中，v为船速(h)。1．4Millward公式Millward在1992年根据Tuck算法，同时参考7条船模试验结果，回归出计算船舶下沉量的简易公式驴(617#Lpp—o．6)鑫1．5芳村法芳村经过研究并结合tuck的建议，提出了简易计算公式刚扛1．5(d／L)啪磋1．6Soukhomel&Zass法Soukhomel和Zass把水深吃水比分两个部分，根据船模试验结果给出了近似估算公式：当h／d>1．4时，S=12．96kv2(d／h)o一；当厅／d≤1．4时，S=12．9

6、6kv2。式中，k=0．0143(L刀／B)_L11，当3．5Lm／B≥7)，S一=1．25S(当7>L彤／B≥5)，S一=1．50s(当5>三弦／B≥3．5)。从传统意义七讲(对于中小型船舶而言)，除了Millward法的计算值始终偏大和Soukhomel&Zass法比较保守之外，其他四种方法都比皎适用，都得到了一定程度上的认可。2船舶下沉量的测量原理和方法根据船舶流体力学的有关理沦，在商船的船速范围内，船舶下沉量的最大值发生在船艏，只要测得船舶的艏下沉量，即可以得到实

7、际的船舶下沉量，如图1所示。圈I停感器I图l船舶下沉量测量原理影响船舶下沉量的主要因素是船舶的航速及船舶的尺度，对于—艘特定的船舶，船舶下沉量和船速的关系最大。水深也是影响船舶下沉量的—个主要因素，水深越大，下沉量越小，在研究船自自富余水深时，由于水深与e-z_冰之比为1．1：1．0左右，可以看成是较为极限的情况。船舶下沉量通过测定船舶下沉时，船首到水面的距离减少量，可以直接测得船艏下沉量(假定船舶不变形)。因此，测定船舶下沉量必须测定的物理量有：(1)船舶的航速；(2)船首到水面的距离；(3)龙骨下的水深；200