從進(jìn)水過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性出發(fā),對(duì)比靜態(tài)板孔流動(dòng)模型和動(dòng)態(tài)板孔流動(dòng)模型,提出了多因素聯(lián)合作用下的船舶艙室進(jìn)水量預(yù)報(bào)模型.研究了流量系數(shù)的近似求解方法,給出了基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的進(jìn)水壓力確定方法以及考慮沿管路漏泄的艙室進(jìn)水壓力損失擴(kuò)展模型.構(gòu)建了船舶艙室進(jìn)水仿真計(jì)算程序,具備全時(shí)域動(dòng)態(tài)調(diào)整外部環(huán)境影響因素的功能.給出了進(jìn)水量預(yù)報(bào)模型的試驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)境,結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)仿真模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了檢驗(yàn).結(jié)果表明:融合航速、波浪、艙室進(jìn)水反壓力和管路系統(tǒng)流阻等因素的模型相比簡(jiǎn)化計(jì)算模型更適于分析時(shí)域長(zhǎng)、進(jìn)水條件復(fù)雜的情形,而艙室進(jìn)水量簡(jiǎn)化計(jì)算模型對(duì)于進(jìn)水時(shí)間200 s以?xún)?nèi)的情形更為簡(jiǎn)捷便利. 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,48(11)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

典型狀態(tài)的艙室進(jìn)水形式

步表示為totaldqμSp/ρdt；(11)2total0wp(ρHρH)1.12ρu/(2g)slwd0//()()d/()tdλτλρgHρqcA；(12)ww0HHcos(2πt/T)，(13)式中：wH為垂直于破口流線方向波浪高度；w0H為波高幅值；u為船舶實(shí)時(shí)航速；s(d/λ)為波浪系數(shù)，與吃水波長(zhǎng)比sd/λ有關(guān)；lτ/(λ)為船長(zhǎng)波長(zhǎng)比系數(shù)，與船長(zhǎng)波長(zhǎng)比l/λ有關(guān)；c為艙容系數(shù)；Ad為艙室底面積．各個(gè)因素的聯(lián)系可形成進(jìn)水流量動(dòng)力學(xué)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖，如圖2所示．根據(jù)波浪載荷影響[9]以及風(fēng)、海流和波浪對(duì)漂浮物體載荷作用所給出的s(d/λ)曲線圖[10]，經(jīng)4次多項(xiàng)式擬合可得出式(12)中系數(shù)s(d/λ)的近似曲線方程為ss3s4(d/λ)d/34.93(λ)36.41(d/λ)ss210.20(dλ)0./d/88(λ)0.88．(14)船長(zhǎng)波長(zhǎng)比系數(shù)lτ/(λ)與船長(zhǎng)波長(zhǎng)比l/λ的對(duì)應(yīng)關(guān)系[10]可以表示為：當(dāng)lλ./≤05時(shí)，lτ(λ)10/.；當(dāng)l/λ分別為1.0，2.0和3.0時(shí)，lτ/(λ)對(duì)應(yīng)取值分別為0.73，0.5和0.42；當(dāng)lλ./≥40時(shí)，lτ(λ)04/.．圖2進(jìn)水流量動(dòng)力學(xué)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖2.3基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的破口壓力確定方法很多情況下船舶艙室進(jìn)水沿通海管路進(jìn)入艙內(nèi)，這種本身不屬于船體破損，進(jìn)水主要源于通海管路閥門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤等，但本質(zhì)上同屬于板孔進(jìn)水?dāng)U展問(wèn)題．此時(shí)艙內(nèi)進(jìn)水難于第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，進(jìn)水原因分析過(guò)程中須對(duì)進(jìn)水過(guò)程進(jìn)行分析和仿真推理，這對(duì)于快速確定故障原因很有幫助，此過(guò)程須要充分考慮管路系統(tǒng)的沿程損失．

直管段和彎頭等部位的管徑為150mm；彎頭C1～C8當(dāng)量長(zhǎng)度為2.80m；閥件K1和K2當(dāng)量長(zhǎng)度為2.24m；直管段長(zhǎng)度L1=4.0m，L2=1.0m，L3=1.0m，L4=6.0m，L5=7.5m，L6=3.0m，L7=2.5m，L8=3.0m，L9=6.0m，L10=2.5m，L11=1.0m；進(jìn)水過(guò)程驗(yàn)證艙室的長(zhǎng)、寬、高分別為3.8，2.8，2.7m．3.3模型計(jì)算結(jié)果檢驗(yàn)浸水試驗(yàn)艙(圖4左側(cè)部分)的內(nèi)部環(huán)境及布局如圖5所示．艙內(nèi)放置有一定量的固定框架，通過(guò)液位傳感器采集艙內(nèi)液位變化數(shù)據(jù)．實(shí)際淹艙后，水位到達(dá)溢流管口時(shí)間約為405s，進(jìn)水深度(h)仿真程序計(jì)算結(jié)果、艙內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果和壓差不變簡(jiǎn)化模型計(jì)算結(jié)果如圖6所示．須要指出的是：不考慮壓差變化的簡(jiǎn)化模型指的是艙內(nèi)進(jìn)水的深度產(chǎn)生的反壓力不計(jì)算在內(nèi)的情形，這種計(jì)算方式廣泛應(yīng)用于抗沉計(jì)算進(jìn)水量預(yù)估決策過(guò)程中[13]．在緊急情況下，該快速求解數(shù)值方法由于適度增大了壓差，進(jìn)而求得的進(jìn)水量與實(shí)際相比略有增大，因此圖5浸水艙室內(nèi)部環(huán)境及布局圖6進(jìn)水深度仿真結(jié)果、測(cè)量結(jié)果和簡(jiǎn)化模型計(jì)算結(jié)果圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]艦船損管模擬訓(xùn)練系統(tǒng)中破損進(jìn)水過(guò)程仿真[J]. 吳晞,韓曉光,李宇辰.  廣州航海學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(04)
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本文編號(hào)：3096816