舰船破口流量系数的仿真研究

Abstract:　Patching was the maj or method t o rest ore buoyancy of the shi p when it was br oken.It makes a great part in shi pπs anti2sinking syste m.The paper revie wed the basic theoretics and the technol ogy of shi pπs patching.Then point out the p r oble m s and deficiencies that were existent in the patching technol ogy,at last give the expectati on of the patching technol ogyπdevel opment,which has reference value f or the devel opment of our shi pπs patching technol ogy.Key words:　shi p;patching equi pment;patching method0　引　言舰船可能因受到鱼雷、导弹、炸弹等各种武器的攻击,或因海损事故而导致舰体破损进水,严重威胁舰船的战斗力和生命力。

大量海水进入破损舱室后,不仅会使该舱室的机械设备失去效用,而且会严重影响舰船的浮性 稳性,甚至直接造成舰船倾覆沉没等不堪设想的后果[1-2]。

因此,舰船一旦出现破损,往往须立即采取措施进行堵漏。

舰船堵漏技术一直以来都是舰船损管研究的一项重要内容。

本文将对国内外舰船堵漏相关研究成果的现状进行综述,在此基础上分析指出其存在的主要问题,进而有针对性的提出解决这些问题的对策,为今后舰船堵漏技术的研究发展提供有益的参考。

1　舰船堵漏理论研究主要成果国内外关于舰船堵漏理论的研究基本一致,主要集中于破口类型的分析、破口处海水压力的估算、进水量与排水量的估算等方面,所取得的主要成果分别概述如下。

基于数值模拟的船坞虹吸灌水廊道流量系数计算
船坞虹吸灌水廊道是一种常用于船坞排水和灌溉的工程设施，其灌水
流量系数是评价其性能的重要指标之一、通过数值模拟计算船坞虹吸灌水
廊道的流量系数，可以帮助工程师更好地设计和优化这一设施，提高其效
率和灌溉效果。

数值模拟方法是一种通过计算机模拟物理现象的方法，可以有效地分
析和预测复杂的水流和灌溉过程。

在计算船坞虹吸灌水廊道的流量系数时，我们可以利用数值模拟软件，如ANSYS Fluent等，建立三维流体动力学
模型，并对水流的速度、压力等参数进行计算和分析。

首先，我们需要建立船坞虹吸灌水廊道的几何模型，包括其长度、宽度、高度等参数。

然后，设置边界条件和流体属性，如水流的密度、粘度等，并选择适当的数值方法和网格划分方案。

接下来，对水流进行数值求解，得到流场的速度、压力等分布情况。

通过数值模拟计算得到的流量系数，可以反映船坞虹吸灌水廊道在不
同工况下的水流量与虹吸高度之间的关系。

通过对比不同设计参数和运行
条件下的流量系数，可以找到最优设计方案，提高灌水效率和节约能源。

在实际工程中，数值模拟方法可以有效地帮助工程师优化船坞虹吸灌
水廊道的设计和运行参数，提高其性能和可靠性。

此外，通过数值模拟计
算得到的流量系数还可以为灌溉水资源的合理利用和节约提供科学依据。

总的来说，基于数值模拟的船坞虹吸灌水廊道流量系数计算是一种有
效的研究方法，可以帮助工程师更好地理解和优化船坞虹吸灌水廊道的水
流特性，为灌溉工程的设计和实施提供科学依据和技术支持。

大破损口舰船在静水中瞬态破损进水的数值仿真黄卫刚，李鹏（中国舰船研究设计中心，武汉430064）摘要：为了更真实地掌握舰船破损后的稳性及姿态变化过程，弥补现有不沉性设计主要考虑平衡状态忽略中间过程存在的问题，降低舰船设计中存在的风险，对处于大破损口状态下舰船在破损初期的稳性进行了研究。

通过对静水条件下瞬态破损进水的数值仿真方法研究，采用Truvof 法实现了船舶破损进水过程的粘性动态模拟，并在此基础上开展了舰船模型在典型状态下瞬态破损进水的粘流数值预报。

结果表明，舰船在发生瞬态进水初期所产生的瞬时横倾角远大于进水达到稳定状态时的横倾角，这将在一定程度上影响舰船的稳性。

关键词：破损进水；大破损口；静水；数值仿真中图分类号：TP391.9U674.7文献标识码：A doi:10.3969/j.issn.1007-7294.2020.11.004Numerical simulation of warship ’s transient damaged flooding water in clam water with large damaged openingHUANG Wei-gang ,LI Peng(China Ship Design and Research Center,Wuhan 430064,China)Abstract ：In order to master the actual process of a warship ’s damage and to make up some insufficiencies in the existing method of unsinkability calculation which has ignored the middle process before the equilibri⁃um state,it is necessary to study the stability of an attacked warship with a large damaged opening in the ear⁃ly stage of damage.This method also can reduce the risk in the ship design process.Through the study on the numerical simulation method of transient flooding following damage in clam water,the Truvof method was used in the article to simulate the viscous flow of the dynamic process when the warship was damaged.Then the viscous flow numerical prediction of the transient flooding in typical state is carried out.The result shows that the heeling angle is much larger in the initial stage of transient flooding than in the equilibrium state,which will affect the stability of the warship to a certain extent.Key words:flooding water;large damaged opening;clam water;numerical simulation0引言我国破舱稳性计算方法是上世纪五、六十年代提出的，受计算机等各种技术限制，主要采用手工计算等方式开展计算。

Shebei Guanli yu Gaizao♦设备管理与改造浅谈船舶破损进水的开口流速计算方式申屠志航杨浩赵天翔宋强（中国卫星海上测控部，江苏无锡214431）摘要:近段时间海上事故时有发生，如何提高船舶的稳性成为一个亟待解决的问题。

船舶在气候恶劣的海况下航行时，任何时刻都有可能遇到海难，而一旦发生海难，后果不堪设想。

鉴于此，对船舶破损后的开口进水速度、进水水时间进行，对于海难事故有。

关键词:船舶破损；稳性；抗沉性;开口流速0引言船舶抗沉性对于船舶来说是一个非常重要的性能，是指船破损水后船舶能一的性稳性的性能。

现代海难事故发生的，。

近年来发生的海难事故，有恶劣海况的船舶进水，也有的船舶相撞。

船舶破损进水后，如果能及时有船员进行堵漏、排水等损有可能为船舶时稳性，而发生难性后果对船舶破损后的进水进行一的对于海难事故有一的X#研究现状对于海上事故，国内诸多研究人员都已经对船舶破损进水后的个进行一一的成果。

赵非解决了船的问题，Newton,为参数的性解决即隐式非性！组）问题，将有约束问题转为无约束优问题。

随着关的不断深入,又有更的容应概率来船舶稳性。

破损进水一个的过，随着进水时间的变，船舶的稳性和浮性在同时跟着变鄢凯在船舶破损进水流量的解析解算中，介绍了解析解算，该对舱室的形状有求，但是解决了进水室较时差迭算法计算、耗时长的问题。

胡丽芬在破损船舶进水过的时域计算中，小破口为例给出模型的求解计算的流上述对船舶破损进水的破口流速和破口处的流量以及船舶浮态稳性的变化进行了详细阐述，但是在实际情况中，船舶破口的形状大小存在非的不确性，而对于大破口来说，破口的流速差异无全部忽略。

本对破口，将其分为若干个微元，微积分知识计算机计算的，对破损进水流船舶的稳性进行计算2开口流速计算2.1开口流速分析破损进水问题主要是基于流体伯努利方程，当船舶发生破损时，可以建立一个时域模型，但必须满足两个件：一是破损舱的水流量要达到平衡；二是在破口的地方需要满足伯努伯努，可出1）：!1+旦+密2〃2+"2+里⑴Pg2g pg2g竖直开口流速差异图如图1所示，设％为舱外液面上一点，&为破口上一点，对从％到B的流线运用伯努计算，可2）：%器+i亦5）+g（检！）+*皿o⑵式中:p为气压（Pa）；p为水密度（kg/m3）；（为水流速度（m/s）；!为水深（m）；仏为摩擦损力损B水流速度如3）：图1竖直开口流速差异图（B=C d⑶通过面积为&的开口的体积流速如式（4）所示：d,=C d"2gC!K~HB•&（4）流量系数计算如5）,:C d=—（—⑸式中：C d为破口流量系数，为，表示实际流量与理想流流量之比。

舰船破舱进水过程时域模拟刘强;段文洋【摘要】舰船破舱进水过程的时域模拟是解决未来舰船破损沉没时间预报、可供救援时间预报、救援措施选择等诸多新挑战的惟一可行方式.目前国内对舰船破损稳性的研究并没有涉及舱内空气对进水的影响.本文对破舱进水过程时域模拟的研究方法进行了探讨.应用Fluent软件对大量二维及三维计算模型进行了破舱进水的时域模拟；探讨空气流对进水过程的影响.对船舶破损口处进水速度的变化进行讨论和探讨.得到结论:在特定情形下,对于空气流的计算模拟必须考虑在内,并且提出了1种减少计算域的研究方案.这些探讨对破舱进水时域模拟研究方法的选择有一定借鉴意义.%The time-domain simulation of the flooding process of damaged warships is the only way to settle new challenges in the future, such as sinking time prediction of the damaged warships, available time prediction for rescue and selection of rescue measures. So far, research in China in damage stability hasn't involved the impact to the flooding process which bring by the air in cabins. Methods for time-domain simulation of the flooding process were explored in this paper. A large number of two-dimensional and three-dimensional models have been simulated in time-domain using Fluent. Impact to the flooding process from air in cabins was explored. What's more, corresponding discussion and exploration to changes of flooding velocity of the entrance was also presented. Conclusion can be drawn that simulation of the air in cabins must be taken into consideration in certain circumstances. A research program to reduce the computational domain has also been proposed.These will be meaningful to the selection of time-domain simulation methods of the flooding process of damaged warships.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2012(034)003【总页数】5页(P45-49)【关键词】破舱进水;时域模拟;空气压缩;救援时间预报【作者】刘强;段文洋【作者单位】哈尔滨工程大学船舶工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学船舶工程学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】U661.2+3因舰船具有特殊的作战使命，所以对于舰船设计而言，对抗沉性以及破损稳性的研究具有重要意义。

船艇破口水压载荷分析作者：武文斌来源：《中国高新科技·上半月》2020年第02期摘要：针对船艇的实际情况和工作水域环境，通过船艇破口分析及破口压力计算，得出船艇破口在堵漏时所受压力及进水量。

对船艇破口的水压载荷分析结果既可以为堵漏决策提供参考，也可以为优化堵漏器材型谱、改进堵漏器材设计提供理论依据。

关键词：船艇破口;堵漏器材;水压载荷船艇航行过程中可能因炮弹打击、碰撞、触礁或其他原因发生船体破损的情况，当破损出现在水线面以下时，必须要对破口进行堵漏从而阻止水流的进入导致船艇丧失稳性甚至发生倾覆，最大程度地保持船艇续航力。

对于船体破口的堵漏，一般会采用各类堵漏器材进行堵漏。

堵漏器材是船艇堵漏的主要工具，也是整个船艇堵漏技术的核心内容。

堵漏器材的合适与否直接决定了堵漏效果和可靠性。

目前船艇上配置的制式堵漏器材比较笨重且需多人配合操作，堵漏过程也较为烦琐，因此，亟需对堵漏器材的型谱进行优化，改进其设计。

目前，堵漏器材的研制试验一般有2种途径：一是实船试验，实船试验理论上为最优方案，但通过实船人为制造破口来试验其堵漏性能，可能会引发各种意想不到的次生灾害;二是模拟试验，通过模拟环境来进行试验验证，其中水压载荷分析是建立模拟环境并进行试验验证的基础环节。

1. 船艇破口分析船艇破口的分类方式有多种，常见的是根据破口的形状分为破洞和裂缝2类，其中破洞又按大小分为小型破洞、中型破洞和大型破洞，形状也各异。

小型破口直径在250mm以下，面积在0.05m2以内，通常是由于小口径炮的爆炸弹、穿甲弹和普通弹片击穿船体造成。

中型破口直径为250～500mm，面积在0.05～0.2m2，通常是由于76～100mm口径炮的爆炸弹或者130mm以下的穿甲弹所造成的。

大型破口的破口面积通常在0.5m2以上，一般是由于鱼雷、水雷等武器的攻击，或者是碰撞、触礁造成的，其进水量一般会超出船艇自身的排水能力。

船体裂缝是由于船艇受武器攻击、急剧震动、搁浅、触礁以及大风浪航行中的中拱弯曲造成的。

破损舰船在波浪中的响应预报与试验研究破损舰船在波浪中的响应预报与试验研究破损舰船是指在航行过程中发生损伤的船舶，由于损伤所导致的强制姿态变化和水上力的变化，对船体的响应产生了影响，进而影响了船舶的航行安全。

因此，对破损舰船在不同波浪条件下的响应进行预报和研究是极为重要的。

首先，为了更好地预测破损舰船在波浪中的响应，需要建立一套完整的数学模型。

该模型需要涵盖破损舰船的动力、控制、结构和水动力等多个方面的特性，并且需要综合考虑波浪环境、风速、温度、潮流等外部环境因素。

在建立好数学模型后，通过数值仿真，可以预测破损舰船在不同波浪条件下的响应，以达到提高其航行安全性的目的。

其次，为了验证建立的数学模型，需要进行实验研究。

实验需要模拟船只在不同波浪条件下的响应，可以通过模型试验、示范试验、现场试验等方法进行。

其中，模型试验是最为常见的方法之一。

模型试验可以将实际的破损舰船等比例地还原成模型并放入水槽中进行试验。

通过实验，可以获得破损舰船在波浪中的运动、加速度和力矩等响应特性，以验证模型的准确性。

最后，需要指出的是，在进行预报和研究时，需要考虑破损舰船的实际使用条件。

例如，如果该舰船已经遭受了多次损伤，那么其修补后的结构和初始状态可能与完好的舰船不同，需要针对其独特的特性进行预报和研究。

总之，预报和研究破损舰船在波浪中的响应是保障航行安全的重要举措。

通过建立数学模型和进行实验研究，可以更好地理解和掌握破损舰船的响应机制和特性，为航行安全提供依据。

为了更全面地分析破损舰船在波浪中的响应，需要收集和分析相关数据。

以下是可能需要收集的数据，以及对这些数据的分析。

1. 波浪条件：在进行预测和研究时，需要了解破损舰船所处海域的波浪情况，包括波浪高度、波浪周期、波浪方向等。

通过收集历史波浪数据和现场观测，可以对不同波浪条件下破损舰船的响应进行分析。

例如，同样高度的波浪对于破损和完好的船舶的响应可能会有所不同，因为破损船舶的结构存在问题。

不同船体破口对水流出流特性影响研究
何振鹏;刘明远;李敏堂;姚连峥
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2024(46)1
【摘要】利用冲击动力学仿真,构建多种类型的船体破口,将冲击仿真所得的船体破口形状耦合进构建的多相流计算模型中,按照069型和067型登陆艇面临的实际堵漏环境,分析不同形状船体破口、不同尺寸船体破口、不同翻边船体破口的水流出流特性。

研究表明,翻边撕裂较深的破口形状出流距离要远;外翻边破口的水流出流距离呈现先小于后大于内翻边破口的规律;400 mm、300 mm和200 mm破口相比同时刻下的出流距离相差较小,但冲击压强的稳定值相差较大,400 mm破口为34700 Pa,比300 mm破口大1300 Pa,比200 mm破口大5700 Pa。

研究可为船体破损后的堵漏密封作业提供精准的数据支撑,也可为新型堵漏器材的设计提供技术指导。

【总页数】7页(P21-27)
【作者】何振鹏;刘明远;李敏堂;姚连峥
【作者单位】中国民航大学航空工程学院;陆军军事交通学院军事交通运输研究所【正文语种】中文
【中图分类】U580.50
【相关文献】
1.航速及定常流场对航行船体结构水弹性力学特性的影响
2.不同工作姿态下立式双曲面网板水动力及周围流场特性研究
3.船体伴流对直翼推进器水动力性能的影响
4.不同舵翼操纵面形式的水动力及艇后流场特性数值模拟研究
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第11卷第4期中国水运V ol.11N o.42011年4月Chi na W at er Trans port A pri l 2011收稿日期：作者简介：肖梁（）男，浙江海洋学院，轮机工程专业。

台风环境下船舶破舱稳性研究肖梁，张志斌（浙江海洋学院，浙江舟山316000）摘要：在台风中，对船舶相撞破船的稳性危害最大的倾覆当属动态作用下的倾覆，其与破船进水量、进水速度、自由液面及风、浪对船舶的作用力等紧密相关。

本文准备把这几个对船舶稳性影响较大的外界因素引入到动稳性计算中，从而对台风中的舶破船后的稳性进行近似计算，得出此时船舶稳性及残存的概率。

为船上的工作人员准确判断船舶状态及采取应有的应急措施提供帮助；为港口管理人员及海事管理人员准备施救方案提供可靠的信息。

关键词：破舱稳性；船舶；动稳性中图分类号：U 692文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）04-0013-02一、引言我国东南沿海水域是世界上受台风侵袭最多的地区之一，也是船舶最为密集的区域之一。

台风一般都会引起狂风、暴雨、巨浪和风暴潮等，这些因素都严重威胁船舶自身安全和人员生命安全。

至今，由于台风的来袭引起的海难数不胜数。

台风对船舶的危害主要是因搁浅、碰撞和倾覆造成船舶破损而进水，从而最终导致船舶失去稳性而沉没。

稳性是船舶最重要性能之一，由于它直接关系到人员的生命安全和船舶的生命力，因此备受关注。

任何船舶都不能逃离台风的危害，都有可能发生破舱或倾覆。

受台风作用而破损的船舶，其受风浪、甲板上浪、自由液面、货物移动、船的航向、船舶类型等因素影响比较严重，无法用经验公式来准确描述，但对船舶的影响也最为严重。

二、船舶动稳性的有关影响因素和计算公式动稳性是船舶在台风中最需要考虑因素。

力的突然作用，使船舶倾斜加快，这就需要也必须考虑倾斜时的角速度和惯性。

在静力作用下，外力矩和附加力矩不超过船舶的最大回复力矩，船舶就不会倾覆。

但在动力作用下，由于惯性，即使达到回复力矩与外力矩相等，船舶还要继续倾斜，只有当外力矩和附加力矩所做功与回复力矩所做功相当时才能停止倾斜。

舰船损管模拟训练系统中破损进水过程仿真吴晞;韩晓光;李宇辰【摘要】论述了损管模拟训练系统中破损进水模块开发方法，建立了相关的数学模型，包括破损舱室的分类方法、破口的分类原则、进水时间计算、破口处压力计算等，介绍了破损进水过程的计算机实现方法和视景仿真效果。

%This paper introduces the flooded module of damage control simulation training system developed by our college .proposes the computer implemented method of the damaged water process .introduces the visual simulation process of the ships damaged flooded process .It is hopeful to provide reference for those who are researching or developing the same simulator .【期刊名称】《广州航海高等专科学校学报》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】4页(P15-18)【关键词】舰船;破损进水;仿真【作者】吴晞;韩晓光;李宇辰【作者单位】海军陆战学院交通信息与安全教研室，广东广州510430;海军陆战学院交通信息与安全教研室，广东广州510430;海军陆战学院交通信息与安全教研室，广东广州510430【正文语种】中文【中图分类】U661.23水面作战舰船在作战过程中，随时可能遭到敌方武器的攻击而导致破损进水.将舰船破损进水后仍能浮于水面而不倾覆，以保证舰船继续航行和作战的能力，称为舰船不沉性.舰船将由于本身结构强度不够而发生撕裂、破口等载荷，舰船将大量进水，舰船的储备浮力将大大降低，舰船的稳性也急剧下降，这时要求舰船指挥员能够依据舰船的破损类型、破损程度、舰船状态做出综合判断，要求舰船指挥员在面对各类破损灾害时，依据舰船的人员配备与损管器材情况做出正确的处置.从实战经验来看，海战中的舰船沉没往往是由于舰船指挥员不熟悉舰船性能，破损进水后缺乏正确的指挥方式而导致灾害进一步扩大，而最终导致舰船沉没.所以，正确的损管决策组织方式对保障舰船生命力具有重要的意义[1-2].1 舰船破损进水的数学模型1.1 破损舱室的分类方法根据破损舱室的进水特征，将其分为以下5种：1)第一类舱.不管进水舱是否与舷外水相连，只要进水舱全部灌满，这类舱称为第一类舱，如图1(a)所示.通常此类舱的顶部位于水线以下，破损进水后，水全部充满舱室，不存在自由液面.2)第二类舱.舱室局部被淹，且不与舷外水相通，称为第二类舱，如图1(b)所示.此类舱室存在自由液面.这种情况相当于破损舱的破洞已经堵塞，但水未被抽干，或者是舱室未破损而是从邻舱漫延过来的水，或者是为了调整倾斜倾差而人为灌注又未灌满的舱柜.3)第三类舱.舱室局部被淹，且与舷外水相连通，称为第三类舱，如图1(c)所示.此类舱不仅存在自由液面，而且随着倾斜的变化进水量也将发生变化，舱内水始终与舷外水保持同一水平面.4)第四类舱.假设在局部受淹且与舷外水相通的第三类舱中具有空气垫，则舱内的淹水水位不与船的水线相重合.所以，具有空气垫的第三类舱应单独分为一类，即第四类舱，如图1(d).因而，舱室局部受淹、与舷外水相通，但不与外界大气相通(完全气密)的淹水舱称为第四类舱.5)第五类舱.常常遇到这样一些第二类舱，这些舱中的水随船舶倾斜而流向舷外.它们与通常的第二类舱不同，随着船舶倾斜的增加，舱中水量不断减少；而第二类舱中的水量为常量，且不随船舶倾斜而改变.因此，把这种水流向舷外的第二类舱应当称为第五类舱如图1(e)所示.因而，舱的侧壁上部开有和舷外水上相通而水下不相通孔的淹水舱称为第五类舱.第五类舱的特点是当舰船倾斜时，舱中的淹水水位始终通过出水孔边缘.出水点的坐标不变，且此点是舱中淹水水位的转动中心(图1(e)中A点).图1 淹水舱的类型1.2 破口的分类原则在建模时，将舰船的破口按照位置、大小、结构、形状进行分类.按位置分为舷侧破口与舱底破口；按大小将其分为小破口、中破口和大破口，其划分规范为小破口直径D≤50 mm；对于中破口，其破口直径50 mm<D≤200 mm，对于大破口，其破口直径D>200 mm.按照结构分，以舭龙骨为分界线，将舭龙骨以下的外底板、底纵骨、平板龙骨所辖区域破口定为底部破口，将龙骨以上的舷侧板、舷纵骨、肘板所辖区域破口定位舷侧破口；按形状将破口分为方型破口、圆型破口、不规则型破口.设定破口形状依据受损性质确定，对于武器命中的破口，训练系统设定为圆形破口，对于碰撞或者撕裂破损，训练系统定为矩型破口，对于触礁灾害，训练系统定为不规则型破口.1.3 破口进水时间计算设破损舱室深(舱室中心至海平面)为Z，破口形心位置在水面以下的深度为H，破口面积为S.水由破口灌入舱内，舱内水位由舱底A处灌注到离破口以上且具有反压头h的C平面，这时所需的时间为tAC，s..式中，VAC为舱内水位从舱底A升至C平面时的淹水容积，m3；qAC为每秒流量，m3/s；μ为流量系数，μ=0.6；S为破口面积，m2；v为破口处流速，m/s. 破口处的流速，在水位淹到破口上边缘B平面之前是常数，而在水位淹到B平面后，它随着舱内水位的变化而变化.因此，计算tAC时应分为2个阶段：水位由A处淹到B平面所需的时间tAB，s；水位由B平面淹到C平面所需的时间tBC，s.tAC=tAB+tBC.1)水位由A处淹到B平面：此时破口处的流速为.水位由A处淹到B平面所需的时间为tAB，s：.式中，k为舱室体积渗透率；l、b为舱室的长与宽.2)水位由B平面淹到C平面：此时，破口处的流速为.式中，z′为水位淹过破口的高度.水位由B平面淹到C平面所需的时间为tBC，s：).因此，水位由舱底A处淹至C平面所需的时间为tAC，s：.如果淹水高度在破口以下，当淹至离舱底高度为z的A′平面时所需的时间为tAA′，s：.如果淹至与海平面相平(即h=H)时所需的时间为t海面，s：.1.4 破口处压力计算破口压力的大小与破口深度、舰船航速及海浪冲击力有关.作用在破口上的压力有：静水压力P静，T；水流冲击力P流，T；和波浪冲击力P冲，T；则破口压力为：P总=P静+P流+P冲.1)静水压力.静水压力是指破口堵好后作用在堵漏板上的压力，它与破口直径及其在水下的深度成正比.P静=γ·H·S.2)水流冲击力.水流冲击力是指在堵漏过程中，作用在堵漏板上的压力，它约是静水压力的2倍.P流=2P静=2γ·H·S.如果在舰船航行过程中堵漏，水流冲击力还应考虑动水压力的影响，动水压力与舰船的航速的平方成正比.则此时的水流冲击力为：P流=2(P静+P动)S.3)波浪冲击力.波浪冲击力的数值范围很大，冲击压力一般在5 T/m2～30 T/m2以上.因此，应设法避免受损舷部和舱壁受海浪的垂直冲击.4)破口流量计算.破口进水流量Q可以通过下式进行计算：.式中，Q为破口进水流量，T/s；μ为流量系数，μ=0.60；γ为海水比重，γ=1.0T/m3；S为破口面积，m2；H为破口处水深，m.2 破损进水模型的计算机实现2.1 全舰船舱室数据库构建全舰船舱室数据参数数字化是系统中破损进水仿真模块的基础工作，只有对舱室进行数字量化后，才能对舱室的破损进水过程进行仿真并对受训对象的抗沉决策过程做出相应的响应.本文采用数据库技术对系统涵盖的所有舰型的舱室数据进行量化，对舱室的数据量化内容主要包括舱室序号、名字、体积、进水比、液面体积、液面高度、体积形心位置等参数.在舱室量化数据信息的基础上，基于VC++平台采用对象链表技术构建了全舰船的舱室结构图，为受训人员全面了解全舰船舱室的结构信息提供了参考依据.舱室部分数据信息的数据库存储结构如图2所示.图2 描述舱室的数据类型2.2 破损进水情况设定组训人员通过系统教控台界面可以对破损进水训练方案中的破口位置、大小、类型进行设定，教控台操作界面如图3所示[3].图3 教控台舱室结构图组训人员通过选择舰船舱室结构图上的任一舱室，可以查看所选舱室的体积、横向位置、纵向位置、垂向位置、名称、类型等信息，组训人员可以基于以上信息来设置破损进水的训练方案[4].3 舰船破损进水过程的视景仿真为了提高训练过程的逼真度，使受训对象获得最大程序的沉浸感，舰船损管模拟训练系统对破损进水的全过程进行了三维视景虚拟仿真，仿真主要基于Vega软件平台，利用3dmax软件构建了舰船舱室的三维模型，之后利用Creator软件将模型转换为.fst格式文件，这样，可以提高Vega软件平台下的模型渲染速度[5-6].以某舰后主机舱底部破损进水仿真过程为例，说明抗沉模块对舰船破损进水的仿真过程.训练起始时刻，将模型位置固定于水面之上，观察者视点的位置定于舱室后部；舱底破损进水后，依据文中1.3中的数学模型计算进水时间，以确定水面上升速度，舱室破损进水前期的效果如图4所示.在进水过程中，如果训练方案的环境参数中设定了风浪作用或者破损进水位置不在舰的中部，那么，在视景仿真的过程中，还要考虑舰体的倾斜效果，某舰后主机舱破损进水并考虑舰体纵摇与横摇作用的三维虚拟仿真效果如图5所示.图4 主机舱破损进水前期效果图5 主机舱破损进水中期效果4 结束语破损进水仿真模块，是我院开发的损管模拟训练系统的一个重要组成部分，仿真效果的好坏直接影响系统的训练效果.通过在教学过程中对系统进行试用，课题组不断对模型进行修正，当前的破损进水过程仿真模块达到了训练要求，仿真贴近实际情况，完全适应教学需求.参考文献：[1] 浦金云，邱金水，程智斌.舰船生命力[M].北京：海潮出版社，2001.[2] 管光东.海军典型战例与舰船事故分析[M].北京：海潮出版社，1992.[3] 朱锡.水面舰船结构[M].大连：大连海事大学出版社，2000.[4] 王自力，顾永宁.船舶碰撞力学过程的数值仿真研究[J].爆炸与冲击，2001，21(1)：29-34.[5] 韩晓光，吴晞，郑环宇.基于C/S模式的“船舶避碰行为调查”系统设计[J].交通信息与安全，2012(4)：114-118.[6] 韩晓光，吴晞，郑环宇.基于局域网的避碰模拟训练系统开发[J].中国航海，2011(4)：84-88.。