海浪与船舶安全航行

,
” ,
<
与
=
、
轴方 向 的 水平 速 度
嚣
一
”
,
则 运 动方
有关 其 成 长 主 要 与 风 时 风 区 和 风 速 大 小 有
程为
瓮 翼 一 器
! 考 虑 海 水 自由表 面 高度 的 变 化 对 连续
,
十
2
?
关
。
当然 风 浪 的成 长 取 决 于 风 时 的 长 短 > 如 果
, , ,
风 区 在 较大 的 情 况 且 有一 定 的 深 度 时 风 浪 的
这 些摇摆 对船 舶的 安
,
宜 则 海 浪 相对 明 显 即在
,
,
,
,
=
轴 方 向上 的 传 播
。
全 货 物 安 全 以 及 船 员 舒适 度 影 响 很 大 危险性
与 石有 关 石大 风 浪 就 大 对 船舶 影 响 就 大
;
,
也 很大
。
近几 年 来 由于 巨 浪 的作 用 造 成 船 舶
Ε
重 力外波 引 起 的 海 浪 对 船 舶 的 影响
,
,
=
和 浪的共 同作用 下 在
=
轴 方 向上 产 生纵 荡 和
轴 方 向作 正 反 两 方 面 传播 其 外 力 风 引 起 的 重
力波为 一 个 快 波 如 作 用 风 时 长 加 之 风 区 适
, ,
,
横摇 在
,
>
Χ
轴 方 向上 产 生 横 荡和 纵 摇 > 在
。
,
轴
方 向上 产 生 垂 荡 和 首 摇
, ,
,
务 水 平 和 在 特 殊情 况 下 的 反 应 能 力
,
。
,
加 强 对 船 舶管 理 对 设 备 有 缺 陷 的 船 舶 禁 止 在 雾 夭 进 出港
。
。
进港 时 一 定 要 有 准 确 的 船 位 否 则 必 须
加 倍 提 高 警 惕 争 取在 接 近 港 口 时 采 取 一 切 方 法 求 得 即 使 是 概 略船 位也 是 必 要 的 然 后 再 减 速连 续测 深 加强 了望
∃
与
%
无关
,
,
嚣
”
∗
,
、
。
风 浪大 小 的 表 示
, 、 、
。
风 浪 形成 的 条件 必 须
, ,
,
有 外 力 的作 用 但 风 作 用 以 后 其 大 小 主 要 视 风 浪 的波 高 周 期 波 速 和 波 长 来 确 定 波 浪 高 表
「一 一
,
一 一 一
+
−
.
/ −
,
示风浪 在
=
轴 方 向上 重力 波作 用最 强 在 垂 直
生 上 下 起 伏 海 水表 面 离开 平 衡 位 置 在海 水 表 面 作 周期 性 振 荡 并 向 远 处 传 播 引 起 海面 的 波
,
,
、
、
,
。
如大 风 浪会 造
、
成 航 行船舶 偏 离 计 划 航 线 舱 内货 物移 动 船 舶 操纵 困 难 舵 效 降 低 航速 下 降 船 舶 产 生 中垂
。
,
剧 横 倾危 及 船舶 安全 的 问 题
,
当听到 应 急 警 报 后 船上 人 员 应 迅 速 组
,
,
在 汽 车舱 排 水 孔 位 置 给 予 明显 标 示 建 议
,
,
;
应 做 好 应 急状 态 下 拥 挤 人 群 的 管 理
连 线 !增 装 一 道纵 向 的 间 距 为
( #
+
支柱 式的 防撞 栅 栏
∃ ∃
+
。
以 解 决 防 止 货 移 至 一 舷加
。
,
—
( ;Δ
+
的
作为 一 种 补 充 的 救 生 设 备 快 速 撤 离 系 统
,
中 的 救 生 滑 梯 与 救 生 艇 筏配 合 使 用 有 利 快 速 撤离
响 为 了使 船 知 在 大 风 浪 中安 全 经 济 航 行 航 海 人 员必 须 了 解 大 风 浪 的 发
生 发 展 和 传播 并 未 取 有 效 合 理 的措 施 保 证 船 舶 在 大 风 浪 中 安 全 经 济
、
,
、
,
、
,
、
航行
。
关 键词 海 浪
重 力波
重 力 外波
死水
海 浪 是 海 水 大 规模 或 局 部 运 动 的 重 要 形 式
这 里 着 重 介 绍 重 力 外波 的 原 理
,
。
之 一 其 最 主 要 的 外 力 是 大 风 的作 用 海 面 扰 动
的 程 度 对 船舶 安 全 航行 船 舶 操 纵 货 物 的运 输
以 及 船员 的 生 活 有 直接 的影 响
、
,
,
由于 海水 受 重 力 外波 的 作 用 海 面 上 会 产
,
,
.
/
方 向 上 高 度 较 高 周 期 与波 长 只 能 反 映 风 浪 传
播 的快 慢
;
−
.
/
。
船 舶 受 风 浪 的影 响
,
。
由于 海 上 天 气 多 变
、 ,
,
图
+
为 海水 压 力 差
,
海 面 上 经 常 出 现 锋 面 气 旋 大 风 热 带气 旋 大 风
和 寒潮 大 风 等 这 些 大 风 作 用 于 海 面 上 形 成 滔
,
,
。 =
以 及 所在 海 域 的 范 围 ∀ 重 力 内 波 是 指 由 于 海 水
△−=
0
的密度 深 度 压 力 等 在 某 一 深 度 内部 的 不 连 续
面 上 造 成 海水 内部 密 度 的 不 连 续 以 及 海水 内
,
声
’
一
声0
−
’≅ 见图 海 ?
・
(
所示 ! 并 进
,
行 以 下处 理
波 动较 有 规 律 > 如 果 海 面 风 力 的 量 级也 跟 上 则 海 面 将 出 现 滔 天 大 浪 如 果 商 船在 这 种海 域 航 行 必 将对 船 舶 货 物 和 船 员 造成 一 定 的 影 响
; ;
−
方 程从 ∀ 到
# 便 得到 &
#
∋
作 高度 的积 分 并 且
(” )
一
。一
,
,
一 − 橄 ,/
.
(
)
+
∗
分为 重 力内 波 和 重 力 外 波 两 种
,
重力 外 波 是 指
,
1
<
/
,
处在 自由 液 体 的 海 水表 面 附 近 的 海水 微 团 受
外 界 风 等 作 用 干 扰 后 偏 离 平衡 位 置 并 在重 力 作 用下 产 生 海 水 表 面 扰动 其 波 动 幅度 大 小
、 、 , 、
,
,
面 假 定 为 物 质 面 系 同 一 质 点 串组 成 于 是 得 到 海 水 表 面 质 点 的 垂 直 速 度为
1
,
(
。
二
2#
3 3
5 罕 竺 6 26
#
,
3 一 &
∋ ∃
塑 3 7
#
4
∋ ・
十
曰
一
“
服 感 当 ? 量 加 大 时 海 面 出现 巨 浪 则 航 行 于
, , ,
, , , , , 、
,
,
综 上 所 述 船 长 驾 驶 员在雾 航 安 全 防范 中
应 遵 守 各种 规 章 制 度 应 用 良好 的 船艺 以 科 学 谨 慎 的 态 度 来积 极 防 范
。 , ,
,
、
,
,
。
只 有获 得 可 靠 船 位 后
。
今
(
+
考
文
献
才 能 进 港 否 则 宁可抛 锚 等 候
风
海 水 是可 以 正 压 的 具 有 自 由 液 体 特 性 ∀ # ! 海 水是 均 匀 不 可压 缩 和 静力 平 衡 的 以 排 除声 波 对 海面 波动 的 影 响 用
∀
∀
的作 用 下 造 成 海 面 滔 天 大 浪 不 利 于 船 舶的 安
全 和 经 济 航行
(
。
—
! 暂 时不 考 虑 柯 氏 力 的 作 ∃
,
,
。
航运 企 业 中 由
。
,
首 先 对 重 力 外 波 分析 作 几 个 假 设
,
! 假设
于 大 风 浪 引起 的 海 事相 对 较 多
,
而从 大 风 浪 的
;
周期 和 频 率 来 分 析 是 属 于 周 期 为 ( 一 ∃ : 内的 重 力 波 而 这 些 重 力 波 在 受 到 外 力
, ,
范围
以上 方 程 为 非 线 性 方 程 需 要 线 性 化 以 后
,
浪
≅
级 时 海 水 对 船 壳 的 冲 击力 为
。
牛
才 可 求 解 最 后 得 到 一 维 的 风 浪 波 动 方 程 的形 & ϑ ! 6 Λ 式解 # 5 Ι − Κ Ν
7 一 Μ
−
。
顿 Β 米 如果这 个 力不 平 衡 地作 用 于某 一 处 对 船壳 的 破 坏 力 相 当 严 重
,
如风 浪大 于
Α
级 这
,
& 从而 得到 海 浪 波 速 公 式 为 <
5
二 石∋ 丫 舜 丽
种 破 坏 力 就 更严 重 所 以 船 舶 的 中拱 和 中 垂 现
5
象 就 这样 产 生 了
;
− −
。
冬
Ο
;
海 浪对 船 舶摇 摆 的影 响
,
。
当船 舶 在 风
Δ
由Π 可 见 海 水 表 面 引 起 的 重 力 波 其 沿
海 浪 与 船 粕 安 全 航行
沈四林
海 浪 与船 舶 安 全 航 行
上 海海运 职 工 大 学
摘
,
沈 四林
,
要 本 文 采 用 流 体 重 力 波 动 力 学 原 理 分 析 因 流 体 重 力 波 引起 的 海
, ,
面 动 能 的 传摇 即 海 水 表 面 质 点 的 扰 动 对 航 行 在 大 风 浪 的 船 铂 有 一 定 的 影
, ,
动 主 要 发生 在 海面 离表 面 越 远 波 动 越 不 显 著 故 由于 风 所 致 的海 浪也 主 要 出 现 在 海 水 表 面
其 形 成 发 展 有 相对 的 过 程
,
,
,
、
、
、
、
,
。
中拱 的 结 构 变 形 大 风 浪 严 重 时 导 致 船 体 断
裂 甚 至 船 舶倾覆 等 特大 事故
0
为 了 抑 制 下 边 界 海 底 ! 的 强 迫 作 用 假设 海 底 面 是 平坦 的 即
, ,
% ” ∀
,
)
&
。
二
而 且 自 由液
,
夭大浪 当 船 舶 航 行 于 这 些 海 域 时 船 舶 必 然 会
发 生 纵 摇 或 横 摇 以 及船 舶 偏 离 计 划 航 线 货 物 摇 摆 而 引 起 货 损 甲板 上 浪 船 员 有 明 显 的 不 舒
,
.3 Γ 6 3 一 ∃ #
∋ ? 十
7 3 些 7 一 3 一 十
一 #
些 ’ Φ 7 3
当 ? 量较 大 时 船 舶 的 操 纵 相 当 困 难 另 外 还 :
对 船体 货 物安 全 抵 港 等 也 有较大 的 影 响
;
−
、
。
−
+
一
,
海浪对 船 体的影响
Α
,
。
据统 计资料 当风
;∀ ∀ ∀
,
,
摇 摆 而 翻 船 的事 故 频 频 发 生 下 转 第
页下部 !
对 雾 从船 帕 事 故 原 因 及 其 防 范 对 策 的 探讨
章春华
Β 进 出港航 法
+
增强 船 员 的 安 全 意 识 和 责 任 感 提 高 其 业
,
,
出 港 时 应 尽 可能取 得 最 后 的 准确航 位 作
为 推 算的 起 点 如 果 出港 后 为 海 面 则 不 必 为 求 得 准 确 船 位 而 冒 故 意 接 近物 标 的 危 险
Χ
+
杨 守 仁 航 海学 下 册 ! 北 京 人 民 交 通 出 版 社
其他措施
#
# ∃
陈伟 炯 船 舶安 全 与 管 理 大 连 大 连 海 事 大 学 出 版 社
蔡 存强 海 上 遴 碰 规 则 导 论 北 京 人 民 交 通 出 版 社
+
+
+
上 接第
页 !处 所 可 在 船 纵 中 部 沿 首 尾 中心
&
%
!仅 考 虑 这 种 海 水 垂 直 扰 动 在
,
轴方 向
&
,
本文 将 以 数 理 的 形 式介 绍 重 力
, 。
上的 传播 即 假 定 海 水 质点 仅 限 于 在
,
! 平 ∋
波 对 船 舶 安 全 的 影 响 以及 采 取 的 措 施
面 内 因 此 相 应 的 海 水 质 点 运 动方 程 组 为
主 要 取 决 于 风 等 外 力 作 用 的 强 弱 时间 的 长 短
、 、
,
,
设 自由 海 水 表 面 高 度 为
度为
−
6
,
! 海水的密
,
,
,
,
海
,wk.baidu.com
=
与 = 点 处 于 同 一 高度
0
’
=
点 所受 的
’
,
海 水压 强 声 点所 受 的 压 力 等 于 八 > 之 间 的海 水 重 量 故 对 某 一 深 度 的 海 水 压 力 差
从 龙 力波 和 风 同 时作 用 下 的海 浪 来 考 虑
重 力 波 是 海水 流 体 媒 体 在 重 力 的作 用 下 产
。
式中
之 8 7 9 8‘
丝
/ . 些 3 ) 些
0
0
为 单 位 深度 水 压 差 !
一
6 5 些 / )
4 2
生的 一种波 动
在 大 洋 中 海 水 流动 的 重 力 波
。
! 两 端 同 除 以 △& 取 极 限 (
,
竺 卫 鱼
. &
部速度 的 切 变 产 生 海 水 沿 一 定 方 向 的 流 动
,
。
二 ∗海
+
Α
+
夭 津航 海
) )
# :: (
年第
& “
期
≅
&
; +
−
风 浪 的 状 态 及 其成 长 即 风 浪的 波 速
,
。
俗话说
风 大浪
高
# ! 由于 海 水 为 正压 故
将 8 代 入 ∗ 得到
瓮 窦
7 3 些 刊
嚣
一
。
&
9
该海 域 的 船 舶 有 必 要 采 取 避 风 港 抛 锚 避 风 的 措
施
。
但完 全 避 开 大 风 的 影 响 是 不 可 能 的
,
,
。
当
,
测 海 水 表 面 的 重 力 波 方 程组 变 化 为
刁 + 6 Η
然 风 浪 中 的 重 力 外波 对 船 舶 的 性 能 影 响 很 大