諧搖

諧搖

如果作用在船上的外力矩呈周期性變化,則當橫傾力矩與穩性力矩的方向一致時將加劇船舶橫搖;當橫傾力矩與穩性力矩的方向不一致時將削弱船舶橫搖。一般,在這種力矩作用下船舶的搖擺周期和橫搖角均會發生改變。

橫傾力矩的作用方向與穩性力矩一致、橫傾力矩的周期與船舶的自搖周期一致時,船舶的橫搖角會顯著增加,即發生諧搖(synchronous rolling),此時船舶搖擺最劇烈,容易導致船舶傾覆。這種情況對船舶極為危險,生產中盡力避免。

基本介紹

  • 中文名:諧搖
  • 外文名:synchronous rolling
  • 現象:船舶搖擺最劇烈,導致船舶傾覆
  • 特點:橫傾力矩周期與船舶自搖周期一致
  • 一級學科:船舶工程
  • 二級學科:船舶術語
簡介,橫搖與諧搖關係,船舶配載與諧搖區,

簡介

船舶諧搖是指船舶在波浪中的遭遇周期與船舶的固有搖盪周期相等或很接近時的同步搖盪。諧搖會使搖盪的幅值急劇增大,有可能使船喪失穩性而傾覆,為了防止諧搖,除在船上裝設減搖裝置外。還可採取改變航向、航速的措施,用以改變船在波浪中的遭遇周期。
避免諧搖有多種方法,如下2種是最常用最有效的觀察波向和船舶受力情況的方法,採取(1)改變航速,航速的改變可以有效改變諧搖頻率;(2)改變航向,可以徹底破壞波浪與船舶之間的頻率關係。

橫搖與諧搖關係

船舶在規則波中的強制橫搖擺幅可以近似地用下式表示:
式中:a0——最大波面角;
TR——船舶橫搖周期(s);
——波浪周期(s);
從上式可見,船在波浪中橫搖的大小,除與最大波面角有關外,主要取決於船舶本身的固有橫搖周期與波浪周期的比值。
<1,即船舶的橫搖周期比波浪周期小,則船舶橫搖較快,甲板與波面經常保持平行,很少上浪,但船體所受慣性力較大。
>1,即船舶的橫搖周期比波浪周期大,則橫搖較慢,並且與波浪不協調,船舷易與波浪撞擊,甲板上上浪較多。
=1,即二者的周期接近相等,船舶搖擺最劇烈,橫搖角越搖越大,將會導致船舶傾覆。這種現象稱為橫諧搖。

船舶配載與諧搖區

根據船在波浪中的橫搖的理論,在
=1的附近區間內,存在一個擺幅較大的諧搖區,這個區間相當於:0.70<
<1.3,船舶在波浪中航行時應盡力避開這個諧搖區。
其中:
式中:
為船舶橫搖周期(s);B為船寬(m);Zg為船舶重心距基線高(m);GM為穩性高度(m);Tb為波浪周期。
或:
式中:C為橫搖周期係數,可由船舶資料查得;營運船舶的C值可根據已知裝載情況下算得的穩性高度,與實測相應的橫搖周期由上式求得。其中B為船寬(m);GM為穩性高度(m)。
圖1圖1
通常船舶配載時可以查到本航次的海浪波長λb及波形移動速度Ub。在航線設計時可估算出船舶行駛速度Vs及Vs與Ub之間的交角即頂偏角φ。如圖1所示。
當船在波浪中偏航時,船與波浪的遭遇周期變為:
當船舶斜置於波浪中航行,廣義諧搖區表達為:0.7<
<1.3。為航行安全,船舶在整個航次中要避開上述廣義諧搖區,其途徑為:改變GM;改變航向;改變航速。為了在航行中既不改變航向,也不改變航速,就應在配載時使GM的取值在合理範圍內,使GM值再滿足穩性要求的同時也能避開本航次的諧搖區。
避開諧搖區應滿足0.7<
<1.3,代入式(2)得:
由以上分析得出結論:船舶配載時GM值應滿足我國《海船穩性規範》GM≥GM的同時,還應滿足上式。其中GM為按所核算的裝載狀態求得的經自由液面修正後的穩性高度;GM為臨界穩性高度。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們