【开题报告】80m矿砂船波浪载荷计算

1 / 3 开题报告 船舶与海洋工程 2850DWTxx联运矿砂船性能计算 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义： 矿砂船是专门用于载运散装矿砂的船舶，是属于散装货船一类，它是一种单向运输船。矿砂船构造坚固，货舱的舱底多半是呈斜面的，货舱内还装有纵向档板。矿砂船货舱为单层甲板，舱口较宽大，且一般由两道纵舱壁将整个装货区域分隔成中间舱和两侧边舱，在中间舱下部设置双层底，中间舱装载矿货，两侧边舱作压载舱。矿砂船的双层底设计得特别高，有的矿砂船货舱的横剖面设计成漏斗形。同时，矿砂船货舱两侧的压载边舱也比散装货船大得多。

据了解目前，矿沙船的所有者多为小型的私营企业和个体户，这些单位的资金十分有限，导致沙船在设计和建造的过程中投资金额紧张，成品船十分简陋，加上利益驱使，沙船主经常超载，最终导致在我国经济高速发展的同时沙船事故数量也急剧上升，沙船事故的原因是多样的，但是其主要原因个人认为船型设计把关不严，船舶强度不达标是主要原因。矿砂船主要运输铁矿石,水泥等固体货物。随着全球经济的发展,对钢材的需求量日益增大,对铁矿石的需求量也就越来越大,固对矿砂船的吨位和数量要求也越来越高,设计良好的矿砂船船体结构也是造船业追求的目标矿砂船均为尾机型船，航速较低。河海联运矿砂船主要作业区域为江河和海洋。他的优点有：可以直接由海运进入内陆，不需要重新装卸货物；缺点是：船舶瘦长，载重量小。所以我选择这课题做毕业设计可以让我结合大学四年的所学，证明自己的价值。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 在本次设计中我的主要任务是对2850DWT河海联运矿砂船性能计算，矿沙船在已定条件下的稳定和强度。在计算过程中要严格按照各类规范和公式来进行，例如中国船级社《钢制船入级与建造规范2010》，一般来说该船的主要构件都能满足规范的要求，个别构件在设计上还是需要进一步的考虑，以满足规范为准则，该船型还有大开口，其结构和强度较为特殊，横舱壁的水密性，肋板高度等问题需要在计算过程中去了解。 2 / 3

3.2.1 风、水流和波浪对浮体产生的作用力风、水流和波浪对浮体产生的作用力参照前苏联《波浪、冰凌和船舶对水工建筑物的荷载与作用》计算。

（1）风对浮体作用的横向分力和纵向分力见3.2.1.1。

（2）水流对浮体作用的横向分力和纵向分力水流对浮体作用的横向分力和纵向分力按以下公式计算：20.59x x x F A v =20.59y y yF A v = 式中：F x 、F y —趸船计算水流力的横向分力和纵向分力(kN)；A x 、A y —浮趸水下横向和纵向阻水面积(m 2)； v x 、v y —设计水流流速的横向和纵向分量(m/s)。

浮趸水面以下的阻水面积计算：A x =45×0.6=27m 2； A y =7×0.6=4.2m 2 作用在趸船上的水流力：20.5927 1.5538.27kN x F =⨯⨯=20.59 4.2 1.55 5.95kN y F =⨯⨯= （3）波浪对浮体的作用力波浪对浮体的横向分力和纵向分力按以下公式计算：1x x Q ghA χτρ= y y Q ghA χρ=式中：Qx 、Qy —趸船计算波浪力的横向分力和纵向分力(kN)； χ—系数，按图3-1取用，图中ds 为浮趸吃水，ds=0.6m ；τ1—系数，按表1-3.6取用，表中αl 为浮体水下部分纵向轮廓的最大水平尺寸（m ），取αl=45m ；h —取H5%波高，h=1.3m ；Ax 、Ay —浮趸水下横向和纵向阻水面积(m 2)。

图3-1 系数χ值的曲线图表1-3.1 系数τ1/0.6/200.03s d λ==，根据图3-1， 取χ=0.85。

/48.6/20 2.25l αλ==，根据表1-3.6，取τ1=0.48。

χ作用在趸船上的计算波浪力：10.850.48 1.0259.8 1.327146.79kN x x Q ghA χρ==⨯⨯⨯⨯⨯=τ 0.85 1.0259.8 1.3 4.222.83kN y y Q ghA χρ==⨯⨯⨯⨯=风、水流和波浪对浮趸的作用力计算结果见表1-3.7。

波浪力的计算需要两方面理论的支持：波浪运动理论及波浪荷载计算理论。

前者研究波浪的运动，后者在已知波浪运动的前提下计算波浪对水中物体的作用。

几种常用的波浪普： 1.P-M 谱Pierson 和Moskowitz适用于无限风速发在的波浪普。

国际船模水池会议（ITTC）推荐采用这一形式的波，故也称为ITTC波谱。

JONSWAP（Joint north sea wave project）.是一种频谱。

3.应力范围的长期分布模型：1.离散型模型，2.分段连续型模型，3.连续模型。

1. 离散模型:用Hs作为波高，Tz为波浪周期，定义一个余弦波。

然后用规则波理论计算作用在结构上的波浪力。

并用准静定的方法计算结构呢I的应力。

缺陷：没有将波浪作为一个随机过程来处理。

每一海况的应力范围只有一个确的数值。

因此又称为确定性模型。

2.分段连续型模型每一短期海况中，交变应力过程是一个均值为0的平稳正态过程。

综合所有海况中应力范围的短期分布，并得出各个海况出现的疲劳，就得到应力范围的长期分布，它的形式是分段连续的。

应力范围的两种短期分布模型：1.Rayleigh分布和Rice分布。

在某一海况中交变应力均值为。

应力峰值服从Rayleigh分布。

通过计算得出应力范围也服从Rayleigh分布。

3.在船舶及海洋工程结构疲劳可靠性分析中，希望应力范围的长期分布能用一个连续的分布函数来描述。

这就是应力范围长期分布的连续模型.最常用的就是Weibull分布。

4.有义波高：（significant wave height）所有波浪中波高最大的三分之一波浪的平均高度。

用Hs表示。

5.Stokes五阶波给出了波陡的量度（H/L）H/L越大，波就越陡。

当波高与波长的比值大到一定程度时，波会破碎。

6.波速=波长与频率的乘积 C=λ/T或者C=λf,其中f是频率。

或者T=2π/ω7.圆频率1.圆频率即2π秒内振动的次数，又叫角频率，和角速度的ω没有任何关系。

（二）坦谷波的绘制方法： 坦谷波为：车轮滚动时，轮盘内任一点的运动轨迹。 1. 按坦谷波面方程原理
其公式如下：【推导】
x r sin 2 y r cos
V
2. 坦谷波曲线的计算表 1-3 【p24】 按波长/波高 比的不同； 求各站的y/λ值，制成表格。
（三）静波浪剪力及弯矩计算
1、船舶在波浪中浮态的轴线 【假设以静水线作为坦谷波的轴线，发现不能平衡】 根据坦谷波的特点，坦谷波在波轴线以上的剖面积 比在轴线以下的剖面积小。 1）船中位于波谷时： 中部较两端丰满，船舶在此位置时的浮力要比在静 水中减少许多，因而不能处于平衡，船舶将下沉ζ值 2）船中位于波峰时：相反，一般船舶要上浮一些。 3）同时，船体首尾线型不对称使船舶发生纵倾变化。
（四）船舶斜置在波浪上的静波浪弯矩计算
对于船长大于波长的内河船，需要用将船舶斜置于波浪上的 方法进行静波浪弯矩计算，斜置的目的在于使船体受力最不利。 斜置的影响： 在各个非船中剖面，浮力沿船宽的分布不是均匀的了，而 是按坦谷曲线。因此船舶除受到总纵弯曲力矩的作用外，还 将受到扭转力距的作用。
（五）波浪浮力修正(或称史密斯修正) 1. 考虑了波浪的惯性力； 2. 修正之后浮力曲线将会变得更平坦（不论波峰或波谷）， 因而静波浪弯矩与剪力也将变小。 3. 修正后反而偏危险！！ 4. 结果表明： 一般船舶在满载吃水时，静波浪弯矩可减少２０％～ ３０％左右，而总纵弯矩大约减少１０％～１５％
20 L V xb 3 0 6 b 7 2 20 L
利用表格计算出上述五个积分系数后，可由上式解出和值，于 是就得到了船舶静置于波浪上的实际平衡位置。 特别提示：在进行上述表格计算时注意各符号代表的意义， 如有可能请自己推导出来。

船行波波高计算公式船行波波高的计算公式，这可是个有点复杂但又十分有趣的话题。

咱们先来说说船行波是啥。

想象一下，一艘大船在平静的水面上快速行驶，身后就会留下一道道波浪，这就是船行波。

那为啥要研究船行波波高的计算公式呢？这可太重要啦！比如在港口设计的时候，得知道船行波会有多高，才好确定防波堤要建多高，不然波浪冲上来，那可就麻烦大了。

船行波波高的计算，可不是随便拍拍脑袋就能算出来的。

它涉及到好多因素，像船的速度、吃水深度、船体形状等等。

其中有一个比较常用的计算公式，叫做某某公式（这里假设一个具体的公式名称）。

这个公式看起来可能有点让人头疼，一堆字母和符号，但咱们慢慢拆解一下，其实也没那么可怕。

我给您举个例子啊。

有一次我去一个小港口考察，就碰到了跟船行波有关的问题。

那个港口本来挺平静的，结果一艘大船开进来，掀起的波浪把岸边的一些小船晃得厉害。

大家都很着急，不知道该咋办。

我就想到了船行波波高的计算，赶紧收集了船的相关数据，然后用公式算了一下。

嘿，还真算出了大概的波高。

根据这个结果，我们采取了一些措施，比如调整了小船的停靠位置，增加了一些缓冲设施，这才让情况稳定下来。

在实际应用中，计算船行波波高可不能马虎。

哪怕一个数据出错，结果可能就差之千里。

而且不同类型的船，产生的船行波也不太一样。

比如说货船和客船，由于它们的形状和用途不同，在同样的速度下，船行波的高度可能就有差别。

再来说说计算船行波波高的时候要注意的一些细节。

首先，测量数据一定要准确，这就像盖房子打地基，地基不稳，房子肯定盖不好。

还有啊，要考虑到水流的情况，如果水流本来就很急，那船行波受到的影响也会很大。

总之，船行波波高的计算公式虽然有点复杂，但只要咱们认真对待，搞清楚每个参数的意义，再结合实际情况，就能算出比较准确的结果，为相关的工程和设计提供有力的支持。

希望大家以后碰到船行波的问题，都能轻松应对，让水面保持平静和安宁！。

船舶结构设计中的载荷分析与优化设计一、背景船舶是作为海上运输工具的承载体，需要在水下和水上生活环境中保持稳定的船体结构，以保证航行的安全和船舶的寿命。

因此，船舶结构设计中的载荷分析和优化设计显得尤为重要。

二、载荷分析船舶的载荷通常包括静载荷和动载荷两种。

静载荷主要指船舶自身的重量和货物的重量等固定载荷，而动载荷则包括波浪、风力、液压力等变化的载荷。

载荷分析的主要目的是确定船体结构的承受力和稳定性，以满足航行的要求。

1.静载荷分析静载荷分析是在船舶设计初期进行的，其主要目的是确定船舶自身的重量和船载荷的分布情况，以确定船舶的稳定性和航行性能。

静载荷主要包括以下几个方面的分析：（1）船舶自重分析：船舶的自重主要由船体结构、舱壳、船舱设备等组成。

通过计算这些结构的重量、体积，可以确定船舶自重的分布情况。

（2）货物重量分析：船载货物的种类、数量、重量等都会对船舶的稳定性和承受力产生影响。

因此在设计船舶时需要对各类货物的重量进行分析。

（3）油料重量分析：油料是船舶的重要能源，而不同的油料种类和数量会对船舶的重心位置产生巨大差异。

因此，设计船舶时需要对油料的种类、数量及其分布进行分析。

（4）悬挂件分析：不同的吊装设备会对船舶的结构和稳定性产生巨大影响。

因此，在设计船舶时也需要对悬挂件的种类、数量及其分布进行分析。

2.动载荷分析动载荷分析的目的是为设计师提供关于特定航行条件下船舶如何承受变化载荷的数据。

在船舶设计中，最常见的两种动载荷是波浪和风力。

波浪造成的负荷通常被描述为与振动频率和波浪形状有关的未知变量，需要特殊的计算方法来确定。

同样，风力的大小和方向也会对船舶的承受力产生影响。

三、优化设计在载荷分析的基础上，优化设计可以有效提高船体的强度和航行性能。

优化设计主要涉及以下几个方面：1.结构设计优化结构设计优化是指通过充分考虑船舶载荷情况来改变船体结构形式和尺寸，以达到船体强度和稳定性的最优结果。

2.材料选择优化材料选择优化最终目的是选择最经济、最适合船舶的材料，以满足船体结构的要求。

船舶操纵运动波浪力计算2.1 不规则波入射力计算模型依据概率统计理论，不规则波的波面可以看作是由一系列具有不同的频率、波数、波幅、传播方向以及随机分布初相位角的规则波叠加而成。

在实际应用中寻求海浪的统计特性，通常采用“波能谱”的概念来描述海浪。

海浪形成的过程是风把能量传递给水的过程。

这一过程大致可分为两个阶段，第一阶段为波浪生长阶段，当风最初作用于海面上时，海面开始出现较小的波，随着时间的增长，风不断地把能量传递给水，波浪越来越大，显然这一阶段海浪是比较复杂，其统计特性随时间不断变化，这一阶段的海浪描述描述相当复杂。

但是，当波浪渐趋稳定时，波的能量达到一定值，其统计特征基本上不随时间变化，为了这一阶段海浪的数学描述，应用波谱密度函数，从大量观察分析结果表明海浪以及船舶在波浪中的运动等均属于狭带谱的正态随机过程，因此基于以下假设：1．波浪为弱平稳的、各态历经的、均值为零的正态(高斯)随机过程。

2．波谱的密度函数为窄带。

3．波峰(最大值)为统计上独立的。

由波的方向性谱密度，不规则波的波面可用下列随机积分表示来描述：⎰⎰-∞+-+=220),(2)],()sin cos (cos[),,(ππςθωθωθωεωθηθξηξςd d S t k t （2-1）其中，),(θωςS 为波谱密度函数，表示了不规则波浪中各种频率波的能量在总能量中所占的份量。

仅考虑波沿主浪向运动的情况，并将式（2-1）转化为随船坐标系下表示为：⎰∞+--=0)(2)]()sin cos (cos[),,(ωωωεωμμςςd S t y x k t y x e （2-2）为了方便计算，将波能谱密度函数进行离散，用求和形式代替上式的积分如下：∑=+--∆=ni i ei i i t y x k S t y x 1])sin cos (cos[)(2),,(εωμμωωςς （2-3）其中，相位角i ε可视为均匀分布在（0，2π）区间内的随机变量。

波浪计算高度范文波浪高度是指海洋表面起伏的差异高度，它是由海风、潮汐、地壳运动等因素引起的。

波浪高度的计算是海洋学和气象学的重要研究内容之一，它对于海上的航行、渔业、沿海工程等有着重要的影响。

波浪高度的计算是通过测量海洋波峰和波谷之间的最大差值来完成的。

这个过程涉及到一系列的测量和计算技术。

下面将介绍一些常用的方法来计算波浪高度。

1.雷达遥感技术：雷达可以通过向海洋发送微波信号并测量其回波来获取波浪高度数据。

通过分析回波的能量和时间来计算波浪高度，并通过其他参数校正和修正。

雷达遥感技术可以实时获取大范围海域的波浪高度数据，具有广泛的应用前景。

2.浮标测量：在海洋中放置浮标可以实时监测波浪高度。

浮标通过测量浮标与海平面之间的垂直位移来确定波浪高度。

浮标可以配备各种传感器来测量其他波浪参数，如波长、周期等。

3.潮汐测量：潮汐是海洋波浪形成的重要因素之一，它可以通过测量海洋水位的变化来计算。

根据潮汐数据和观测站的位置，可以通过数学模型来推导波浪高度。

4.数字波浪模型：通过数学模型来模拟和计算波浪高度。

这些模型基于海洋动力学和风力学原理，考虑了海水的运动、风力的作用和地形的影响等因素，通过求解模型方程可以得到波浪高度和其他波浪参数。

5.船舶测量：船舶上搭载的各种传感器可以实时测量波浪高度。

通过测量船体在波浪中的姿态变化，可以反推波浪高度和频谱。

以上是一些常见方法来计算波浪高度，实际测量中常常结合多种方法来获取更准确的数据。

随着测量技术和数值模型的不断进步，我们对于波浪高度和其他波浪参数的理解将会更加深入，为海洋工程和海上交通等领域的安全和可持续发展提供更有力的支持。

开题报告船舶与海洋工程4200DWT近海矿砂船的结构强度计算一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义：矿砂船是专门用于载运煤矿，铁矿等各类散装货物的船舶，是属于散装货船一类，它是一种单向运输船。

矿砂船构造坚固，货舱的舱底多半是呈斜面的，货舱内还装有纵向档板。

矿砂船货舱为单层甲板，舱口较宽大，且一般由两道纵舱壁将整个装货区域分隔成中间舱和两侧边舱，在中间舱下部设置双层底，中间舱装载矿货，两侧边舱作压载舱。

矿砂船的结构特点就是受力大，高强度钢应用范围广，内底板等构件均采取加厚的措施，有的则直接对货舱采取重货加强措施。

船体通常采用纵骨架式以提高船体梁刚度；但货舱舱口之间的甲板条需设置成横骨架式，以有效抵抗两舷水压产生的横向挤压应力。

近几年，以铁矿石为主的散货运输需求的旺盛带动了大型矿砂船和散货船建造市场的异常活跃。

特别是中国铁矿石进口的增长是近年来矿砂船建造增加的重要支撑因素。

目前,全球大型矿砂船(VLOC) 的接连订造和投运表明,该种船型已经成为我国以及世界能源、资源水上运输的佼佼者, 不断引起船东的关注和兴趣。

作为铁矿石的主要运输工具，世界矿砂船保有量一直处于极低水平。

而据相关机构预计，2012年前世界将约有100艘20万～40万吨超大型矿砂船订单需求，市场前景广阔。

进入新世纪，亚洲很多国家，尤其日本、韩国，近年来对矿砂的进口需求也日益增加，因此亚洲市场对矿砂船的需求大量增加。

这就极大地刺激了矿砂船的发展。

自2003年起，日本一跃成为世界船运力量最大的国家。

2006年，中国铁矿石海运量的迅猛发展大大助长了日本海运业和造船业的发展，日本海运业出现了近20年从未有过的兴旺局面。

从2003年以来，我国钢厂对铁矿砂的进口不断增加，船东纷纷订造大型矿砂船，矿砂船在这一市场背景下应运而生。

由于近几年订船数量明显增多，国内造船界在国家的支持下组织开发了一系列大型矿砂船研发工作，取得了明显成效。

超大型矿砂船船型开发项目正式通过验收，标志着我国形成了自主开发设计具有国际先进水平的超大型矿砂船能力。

图１随∥变化（Ｊｔａｔｉｏｎ：１１，Ｆｎ；０．５９２）
图２
１疆Ｆｎ变化（ｓｔａｔｉｏｎ＝１１，ｐ：１８０。）
６２
３双体船波浪载荷的理论计算
在双体船于波浪中运动二维半理论和数值求解的基础上，根据刚体动力学平衡原理，可求解双
体船横剖面和连接桥纵向剖面上的波浪诱导载荷【３】。这些载荷可通过基于二维半理论的计算程序计 算出来。
３１双体船横剖面波浪诱导载荷
当船舶在斜浪中航行时，由于波浪作用及船体的摇荡运动，船舶横剖面内将产生波浪诱导的垂 向剪力、垂向弯矩、水平剪力、水平弯矩和扭矩（通常轴力很小，可忽略不计）Ｈ】。这些载荷对船体纵 向构件的拉伸和剪切强度、稳定性等产生直接影响。对于双体船而言，由于其横剖面结构强度储备 较大，结构安全性问题不如连接桥横向结构严重。约定横剖面载荷的指向与坐标轴同向时为正，则 双体船横剖面上的波浪诱导载荷包括垂向剪力７Ｂ，垂向弯矩７Ｍｙ，水平剪力死０，水平弯矩７Ｍｚ，
ｋ２＝０．５２５４；ｋ３＝１一面ｚ－瓦Ｏ．５瓦Ｔ＝。．６１１４；％：＝７ｍ；
（ＫＮ・小） （ＫＮ・ｍ）
因而，波浪弯矩全幅值为３４８９２ ＫＮ・ｍ。
在强度校核时，应在波浪弯矩上迭加上静水弯矩，静水弯矩．－－Ｉｖ２近似取中拱０．５ＡＬ＝９７５０翩Ｖ．ｍ． 中垂０。此时，中拱弯矩２２４７５ ＫＮ・ｍ，中垂弯矩２２１６７ ＫＮ・ｍ，因而，波浪弯矩全幅值为
中拱：Ｍ忉－－０．１９０ＷＬ２（ＢｗＬ２＋七２Ｂｔｎ）Ｃ口（ＫＮ・ｍ） 中垂：Ｍ阳窖＝ｏ．１４ＣｗＬ２ｐ昵２＋ｋ３Ｂｍ）（％＋ｏ．７）（ＫＮ・ｍ）
（４） （５）
这里，ｃ曰＝而嚣丽Ａ
吃＝ｌｌｍ；得到，
Ｍ概≈１２７２５ 肘瓣≈２２１６７
；‰＝７ｍ；Ｃａ＝０．５１２ ｋ２＝Ｉ一砸ｚ再－０忑．５万Ｔ；ｚ￣５・。ｍ；Ｇ＝０．０８Ｌ＊０．９＝３・７４４；

说明： 说明：单坡上的波压力计算方法是根据原 苏联国家建设委员会在1986 1986年颁布的建筑 苏联国家建设委员会在1986年颁布的建筑 标准与规范《波浪、 标准与规范《波浪、冰凌和船舶对水工建 筑物的荷载与作用》CНИП.2.06.04筑物的荷载与作用》CНИП.2.06.04-82 中计算规则波波压力的方法， 中计算规则波波压力的方法，其由试验计 算求得，并通过原型实测资料验证。 算求得，并通过原型实测资料验证。可用 于计算不规则波对单坡堤混凝土护面上的 波压力。 波压力。
ps =γK1K2H
静水面以上、以下的波浪压力强度按《规范》 静水面以上、以下的波浪压力强度按《规范》 有关规定计算。 有关规定计算。 波谷作用时波浪力计算： 波谷作用时波浪力计算：
静 静 静
d＜ 2H H /2
i
p
b
图G.1.1-2 波谷时的波压力分布图
静水面处波浪压力强度为零； 静水面处波浪压力强度为零； 静水面以下波浪压力强度计算。 静水面以下波浪压力强度计算。
G.2 斜坡式护面
G.2.1 对于斜坡式海堤，当护面层采用混凝 对于斜坡式海堤， 土板时， 土板时，护面板的稳定取决于上下两面波 浪力与浮力的作用。 浪力与浮力的作用。 G.2.2 在1.5≤m≤5.0的条件下，作用在整体 1.5≤m≤5.0的条件下 的条件下， 或装配式平板护面上的波压力分布见下图， 或装配式平板护面上的波压力分布见下图， 最大波压力p (kPa)按下式计算 按下式计算。 最大波压力p2(kPa)按下式计算。
p
Z d1 + d1
) 负 (负
Z 静 静 静 d
胸 胸 P u b
图G.2.3-1 胸墙波压力图 G.2.3-
注意：本条中的波高 均是指 均是指H 频率F的 注意：本条中的波高H均是指 F，频率 的 取值由表6.1.3确定。 确定。 取值由表 确定

集装箱船波浪载荷的计算研究
集装箱船是当今最大的海洋运输工具，其载荷随波浪的变化而产
生影响。

因此，对集装箱船的海洋条件下的波浪载荷进行研究和分析
是非常有必要的。

为此，研究者们基于波浪理论，并结合已有实验结果，开展了关于集装箱船波浪载荷的研究。

研究者们将船体粗略模拟成一组楔形板，并利用等效模型近似计算，给出了总体的载荷评估方法，以及载荷空间分布的表达。

然后，
经过实验验证后，研究者们进一步提出了一种改进的船舶载荷计算方法，以同时考虑风和波浪的复合作用，并使用数值模拟技术得到了载
荷的定量评估。

研究者们还利用流体动力学方法模拟船体表面的各种流动参数，
实现了更为精确的波浪载荷计算。

基于此，通过数值模拟和测试实验，研究者们得出证实，流体动力学方法可以更精确地评估集装箱船的波
浪载荷和空间分布。

这些研究成果可以为集装箱船的结构设计和试验验证提供科学依据，以期更加深入地研究集装箱船波浪载荷机制，以便更好地满足船
舶构件的设计要求。

开题报告船舶与海洋工程运沙船结构强度规范计算一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义近年来超载运输船舶, 特别是运沙船舶,海事部门的打击遏制行动从未间断过, 虽然每年海事部门通过联合执法行动进行集中打击, 也取得了一定效果, 但联动过后超载情况依然存在。

这些超载运沙船舶固有其存在的复杂原因, 甚至在联动期间为了逃避检查, 运沙船还改变航行规律, 白天在偏僻水域抛锚集结, 其中不乏有部分船舶跟海事执法打时间差, 只要钻到空子就会冒险超载滥载, 令海事部门现场管理不胜头疼。

一、主要原因导致沙船超载的最根本原因是经济利益的驱动。

沙船超载的起因是少量小型沙船冒风险超载, 从中获取了额外的非法利润, 进而大批小型沙船跟风、效仿, 扰乱了水运市场的正常秩序,导致水运市场的恶性竞争, 发展到“不超载, 不赚钱”的地步。

船主有的通过借贷方式购买的船舶, 为了早日收回投资, 以牺牲安全为代价, 甘心冒极大的危险进行超载运输。

1. 利益驱动是根源。

首先, 船舶营运中所缴纳的诸多规费大多是以净吨位为标准进行征收的, 在净吨位不变的情况下, 船舶超载越多, 单位载重吨所缴规费就越少; 其次, 市场对沙的交易方式是以单船超载时沙的立方数结算的, 船舶一旦不超载也意味着交易困难, 长期以来这一结算方式成了习惯, 同时形成了潜规则。

2. 安全意识淡薄是主观原因。

沙船上船员大多都未受过系统且正规的教育和培训, 安全意识不强, 安全知识欠缺, 加上主观认为长期以来该水域都没有因为超载而发生水上交通事故,在这种意识的支配下, 超载沙船越发普遍。

3. 超载砂船为非法采沙提供了温床。

根据广东省2005 年出台的公告显示, 韩江水域中下游大部分水域是禁采区(澄海辖区水域全部为禁采区), 非法采沙及沙船船东为谋取高额利益, 为了逃避管理部门的检查, 经常利用夜间进行采沙及运输, 这一现象导致另一个严重后果是, 超载沙船为非法采沙的生存提供了土壤。

设 计 波 法 也 称 等 效 设 计 波 法 ，当 某 一 主 要 波 浪 载 荷 （载荷控 制参数 ）在不规 则波 中达 到最大值 时 ，可 以找 到在 某 一 规则 波 中船 体 承 受相 同大 小 的波 浪 载 荷 ，而该规则 波 的参数 （波 高 、频率 和浪 向角 ）即为 设 计 波 参 数 ”。
设计 波法 的关键 在于如何 合理 的确定 以载荷 控制 参 数 为 基 础 的设 计 波参 数 ，根 据 波 浪 描 述 方 式 的不 同 ， 设计波法 分为确定性设计波法和 随机性设计 波法 ２种 。 １．１ 载 荷控 制参 数
强 度 校 核 一般 只针 对 几 种 主要 波 浪 载 荷 ，因 此选 取 这些主要波浪载荷作为设计波法的载荷控制参数。ＡＢｓ翻、 ＢＶ和 ＤＮＶ［ 】规 范 规定 的载荷 控 制参 数 如 表 １所示 。
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｌｐｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｗ ａｖｅ ｍ ｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｕｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｌｏａｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｄｅｔｅｒｍ ｉｎｉｓｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｗ ａｖｅ ｌｏａｄｓ ｏｆ ａ ｓｈｉｐ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｏｍ ｉｎａｎｔｌｏａｄ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ ｏｆ ＡＢＳ ｒｕｌｅｓ．Ｂｙ ｃｏｍ ｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｗａｖｅ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｍ ａｘｉｍ ｕｍ ｌｏａｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｗ ｏ ｍ ｅｔｈｏｄｓ．ｗ ｅ ｃａｎ ｓｅｅ ｔｈａｔ ｄｅｔｅｒｍ ｉｎｉｓｔｉｃ ｍ ｅ也 ｏｄ ｉＳ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ ｉｎ ｔｈｅ ｃａｌ－ ｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｖｅ １ｏａｄｓ ａｎｄ ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄ ｉＳ ｍ ｏｒｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆ ｉｃ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｄｕｅ ｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ ａｎｄ ｉｒ－ ｒｅｇｕｌａ ｒ ｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｖｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｈｅｌｐｆｕｌ ｆｏｒ ｗａｖｅ ｌｏａｄｓ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｏｆ ｓｉｍ ｉｌａｒ ｓｈｉｐｓ．

水工设计——船舶荷载计算
水工设计中船舶荷载计算是非常重要的一部分。

船舶荷载计算的目的是确定船舶能够承受的最大荷载以及船舶的稳性。

船舶荷载计算主要包括船舶的自重、载重和外力等方面。

首先，船舶的自重计算是指船体自身的重量。

船舶的自重包括船体、主机及辅助设备等的重量。

自重计算是船舶荷载计算的基础，根据船舶的类型和船体结构，可以通过船舶的图纸和资料来确定船舶的自重。

其次，船舶的载重计算是指船舶所能承受的货物、燃料、淡水等的重量。

载重计算需要考虑船舶的稳性以及结构的强度等因素。

船舶的稳性是指船舶在外力作用下保持平衡的能力，稳性计算需要考虑船体的形状、重心位置、排水量等因素。

结构的强度是指船舶所能承受的荷载和外力的能力，强度计算需要考虑船体的结构强度和材料强度等因素。

最后，船舶的外力计算是指船舶在航行中所受到的外部力。

外力可以分为静力和动力两种。

静力主要包括风力、浮力和波浪力等，动力主要包括水流力和推进力等。

外力计算需要考虑船舶的速度、航行条件和船体形状等因素。

船舶荷载计算的结果对船舶设计、建造和运营都有重要的指导意义。

通过荷载计算可以确定船舶的载重能力、航行速度和船体的结构强度，从而保证船舶的安全性和经济性。

此外，荷载计算还可以为船舶的操作和维护提供参考。

总结起来，船舶荷载计算是水工设计中的重要内容，包括船舶自重计算、载重计算和外力计算等方面。

通过荷载计算可以为船舶的建造和运营
提供技术支持，保证船舶的安全性和经济性。

因此，在水工设计中，船舶荷载计算是非常关键的一环。

开题报告船舶与海洋工程66m运沙船性能计算一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义：早在元代和明清，沙船航运在江南地区和其它沿海地区以及海外交往史上发挥了不可或缺的作用。

朝廷大规模海运漕粮北上，均依赖沙船运输。

明中后期，沿海走私贸易兴盛，沙船航海极为活跃。

清代康熙二十三年(1684)开海设关后，沿海贸易和对外贸易进入新的发展阶段，嘉庆、道光年间，从上海启航往返于北洋航线的沙船，常年在3000余艘左右，沿海交通有别于运河和长江的另一重要大通道，沿海贸易在江南经济的对外联系中发挥着日甚一日的重要作用，沙船字号也是当时上海最具实力的商业资本。

对于在江南经济和中国航海史上发挥过如此重要作用的沙船航运业，长期以来不断有人作出过有益的探讨。

举其重要者，如中国学者田汝康、周世德、杜黎、萧国亮、郭松义、朱梦华和辛元欧等，日本学者加藤繁、上野康贵和大庭硌等，都不乏真知灼见。

但所有既有成果，主要集中在沙船的型制船式、航运规模、沙船航运与资本主义萌芽的关系三个方面，而远没有揭示出沙船航运业的全貌，更不知沙船航运主的实态。

松浦章20多年来的论著，特别是新近推出的《清代上海沙船航运业史的研究》一书，又为沙船航运业的研究作出了新的努力和贡献。

改革开放以来，随着我国国民经济不断增长和对外贸易的快速发展，我国航运业取得了长足发展。

近年来我国对能源、原材料需求增加，特别是煤炭、石油天然气及制品、金属矿石和矿物性建筑材料运输需求的扩大，促进了沿海货运的增长。

如今我国大地到处呈现繁忙的建设景象，对建筑材料的需求极其旺盛，其中建筑用沙子更是供不应求。

由于大部分地区的黄沙一般都来源于江河中下游。

所以专门运沙船就应运而生并且从江河向河口沿海遮蔽水域发展。

目前我国正处于船舶工业高速成长的阶段，运沙船的数量不断增多，其吨位也不断提高，并且随着高科技和新材料的发展运沙船也将进入了一个新的时期。

船舶的性能主要包括浮力、稳性、抗沉性、快速性、操作性等。

第46卷第2期2017年4月船海工程SHIP & OCEAN ENGINEERING Vol.46 No. 2 Apr. 2017D01：10.3963/j.issn. 1671-7953.2017.02.006绞吸式挖泥船波浪载荷及横向强度直接计算余玮(中国船级社上海分社，上海200135)摘要:为了优化绞吸式挖泥船船型的设计，提高绞吸式挖泥船的设计质量和效率，以一艘124 m绞吸式 挖泥船为研究对象，根据三维势流理论，采用SESAM软件系统对其波浪载荷进行直接计算，并与中国船级社 《国内航行海船建造规范》（以下简称“规范”）的计算值进行比较;采用MSC. patm n/m stm n软件进行泥舱横 向强度有限元直接计算分析，对横向强度进行校核，确认合理的符合绞吸式挖泥船船型特点的波浪载荷、关键结构控制区域以及装载工况，为优化设计、提高设计质量和效率提供依据。

关键词:绞吸式挖泥船;波浪载荷;横向强度中图分类号:U661.43 文献标志码:A 文章编号= 1671-7953(2017)02-0026^04绞吸式挖泥船装有泥泵和吸泥装置，挖泥时 通过旋转绞刀将河底泥沙进行切割和搅动，再用 泥泵将泥浆从泥管吸入，经过排泥管输送到泥沙 物理堆积场。

它的挖泥、运泥、卸泥等工作过程，可以一次连续完成，是一种效率高、成本低、性能 良好的水下挖掘机械，在目前疏浚工程中有着广 泛的应用[1]。

绞吸式挖泥船有着不同于常规船型的结构特 点[2]。

其作为工程船的特殊性，首尾均有很大的 开槽来设置桥架和台车，主甲板上的大开口以及 放置在船体上的复杂工程设备都使其在结构强度 和变形等问题上不同于常规的船舶。

其尺度范围 也常常超出规范的范围，不能直接采用规范公式 计算波浪载荷和进行强度校核。

本文以一艘124 m绞吸式挖泥船为研究对 象，根据三维势流理论采用SESAM软件系统对其 波浪载荷进行直接计算研究，并与规范计算值进 行比较;采用MSC.patran/nastran软件进行横向 强度有限元直接计算，给出此类船型的横向强度 校核方法。