阅读说明：本技术 一种液货船高密度液货品限制高度计算方法 (Method for calculating limit height of high-density liquid goods of liquid cargo ship ) 是由 钱静 李振鸣 张倩 刘国磊 于 2019-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种液货船高密度液货品限制高度计算方法,包括如下步骤：根据由船体结构给出的液货品最大密度ρ<Sub>o</Sub>和与ρ<Sub>o</Sub>对应的最大装载高度h<Sub>0</Sub>,计算出船体结构的多个构件所能承受的晃荡设计载荷P<Sub>0i</Sub>；根据ρ<Sub>o</Sub>和h<Sub>0</Sub>,计算出密度为ρ<Sub>n</Sub>的液货品的初步限制装载高度h<Sub>n</Sub>；ρ<Sub>n</Sub>＞ρ<Sub>o</Sub>；根据ρ<Sub>n</Sub>与h<Sub>n</Sub>,计算ρ<Sub>n</Sub>所对应的船体结构所需承受的晃荡设计载荷P<Sub>ni</Sub>；将P<Sub>ni</Sub>除以P<Sub>0i</Sub>获得晃荡载荷对比系数η<Sub>i</Sub>；用使得η<Sub>i</Sub>＞1的P<Sub>0i</Sub>值取代S3中计算所用P<Sub>ni</Sub>,反推出限制装载高度h<Sub>ni</Sub>,并取h<Sub>ni</Sub>中的最小值,作为密度为ρ<Sub>n</Sub>的液货品的最终限制高度；采用本发明,能够简单快捷地计算出高密度液货品安全装载工况限制高度。(The invention discloses a method for calculating the limit height of a high-density liquid cargo of a liquid cargo ship, which comprises the following steps: according to the maximum density rho of the liquid cargo given by the hull structure o And rho o Corresponding maximum loading height h 0 Calculating the design sloshing load P that can be borne by a plurality of members of the hull structure 0i (ii) a According to rho o And h 0 Calculating the density as rho n Preliminary limit loading height h of liquid goods n ；ρ n ＞ρ o (ii) a According to rho n And h n Calculating rho n The design load P of sloshing that the corresponding hull structure needs to bear ni (ii) a Will P ni Divided by P 0i Obtaining a sloshing load contrast ratio η i Use η i P > 1 0i Value substitution in S3Calculating P used ni Reverse deducing the limited loading height h ni And take h ni Minimum value of (1) as the density of ρ n The final limit height of the liquid product of (a); by adopting the method and the device, the limit height of the safe loading working condition of the high-density liquid cargo can be simply and quickly calculated.)

一种液货船高密度液货品限制高度计算方法

技术领域

本发明涉及液货船领域，更具体地说，涉及一种液货船高密度液货品限制高度计算方法。

背景技术

随着航运业的市场竞争加剧，液货船船东营运时货品呈小批量多元化发展的趋势，导致部分液货船船东实际营运船舶中经常遇到需要装载更高密度液货品，而安全装载工况限制条件难以确定的问题。

传统的船舶设计中，是根据现有的行业规范通过繁杂的计算确定此类装载的限制装载条件，即通常是用高密度液货品对船体结构进行全部局部强度要求核算后多次往返迭代计算才能确定船体结构是否足够安全，此过程复杂且计算工作量较大；目前行业内没有快速给出船东安全装载工况限制高度的计算方法，因此不能解决船东实际营运中遇到的更高密度液货品安全装载工况等需求。

因此，发明一种基于同船体结构的便于快速计算的液货船高密度液货品安全装载工况限制高度计算方法是非常必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种液货船高密度液货品限制高度计算方法，能够简单快捷地计算出高密度液货品安全装载工况限制高度。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

S1：根据已有船体结构设计的液货品最大密度ρ_o和与ρ_o对应的最大装载高度h₀(上述两个值为根据船体结构设计得到的已知值)，采用国际船级社(简称IACS)2019年1月1日修订的行业规范Common Structural Rules for Bulk Carriers and Oil Tankers(以下简称CSR)中Part1，Chapter4 Section6所给出的计算公式计算出原船体结构所能承受的晃荡设计载荷P_0i，因晃荡设计载荷计算方法与方向和构件位置有关，本步骤内的晃荡设计载荷需要计算多个；

S2：根据S1获得的ρ_o和h₀，利用CSR中Part1，Chapter10 Section4所给出的计算公式计算出密度为ρ_n的液货品初步限制装载高度h_n；

S3：根据h_n，利用CSR中Part1，Chapter4 Section6所给出的计算公式计算出此船体结构所需承受的晃荡设计载荷P_ni，因晃荡设计载荷计算方法与方向和构件位置有关，本步骤内的晃荡设计载荷需要计算多个；

S4：将P_ni除以P_0i获得晃荡载荷对比系数η_i，同方向且同构件位置对应的晃荡设计载荷P_ni和P_0i中的i相同；

S5：将S4中获得的所有η_i＞1的值找出后，利用晃荡载荷对比系数η_i＝1时装载工况对船体结构无不利影响的原理，将使得η_i＞1的P_0i代入S3中P_ni载荷计算公式中反推出限制装载高度h_ni，并取所有反推出的限制装载高度值中的最小值，作为高密度液货品安全装载工况中的最终限制高度。

更简洁地说，包括如下步骤：

S1：根据由船体结构给出的液货品最大密度ρ_o和与ρ_o对应的最大装载高度h₀，计算出船体结构的多个构件所能承受的晃荡设计载荷P_0i；

S2：根据ρ_o和h₀，计算出密度为ρ_n的液货品的初步限制装载高度h_n；ρ_n＞ρ_o；

S3：根据ρ_n与h_n，计算ρ_n所对应的船体结构所需承受的晃荡设计载荷P_ni；

S4：将P_ni除以P_0i获得晃荡载荷对比系数η_i；

S5：用使得η_i＞1的P_0i值取代S3中计算所用P_ni，反推出限制装载高度h_ni，并取h_ni中的最小值，作为密度为ρ_n的液货品的最终限制高度。

优选的，S1中，原船体结构的多个构件包括横舱壁。

优选的，S1中，原船体结构的多个构件包括横向制荡舱壁。

优选的，S1中，原船体结构的多个构件包括纵舱壁。

优选的，S1中，原船体结构的多个构件包括纵向制荡舱壁。

优选的，S1中，晃荡设计载荷P_0i分为纵向晃荡设计载荷与横向晃荡设计载荷。

本发明适用于不改变原有船体结构的液货船高密度液货品安全装载工况限制条件的快速确定及高密度液货品装载工况对船体结构安全性影响定性评估。其优点在于：可以解决液货船船东实际营运船舶中经常遇到的需要更高密度液货品安全装载工况而无法快速确定限制装载条件的问题，提高液货船船东营运过程中的实际装货灵便性和经济性。同时通过某实船计算验证，采用本研究中的快速评估方法，确定的高密度货油安全装载工况中所适用的限制高度比以往传统设计方法计算值略小，两值相差在3％左右，但采用本研究中的快速评估方法的设计效率比传统设计方法提高数十倍。

附图说明

图1是本发明方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作描述。

某油船原船体结构设计时可以给出最大装载液货品密度为1.025吨每立方米(ρ_o)和对应的装满高度18.58米(h₀)，交船后船东需要装载液货品密度为1.54吨每立方米(ρ_n)，采用上述本发明方法可以快速算出船东改装1.54吨每立方米高密度液货品安全装载工况限制高度为5.4米；即此船舶能装1.54吨每立方米的高密度液货品5.4米。

本例按本发明方法具体计算过程如下：

S1：已知ρ_o＝1.025吨每立方米和h₀＝18.58米，根据CSR中Part1，Chapter4Section6所给出的计算公式可求得原船体结构所能承受的晃荡设计载荷P_0i若干个，如下表所示。

表1原船体结构设计最大装载液货品的晃荡载荷

S2：已知ρ_n＝1.54吨每立方米，根据CSR中Part1，Chapter10 Section4所给出的计算公式可计算出此新高密度液货品初步限制装载高度h_n＝10.88米。

S3：由上述数据，根据CSR中Part1，Chapter4 Section6所给出的计算公式可求得新高密度液货品及对应初步限制装载高度的晃荡载荷P_ni若干个，如下表所示。

表2新高密度液货品及对应初步限制装载高度的晃荡载荷

S4：将S3中获得的P_ni除以S1中获得的P_0i获得晃荡载荷对比系数η_i，如下表所示。

表3晃荡载荷对比系数

S5：将S4中所有η_i＞1的值找出，将其对应的P_0i分别代入S3中对应状态的P_ni载荷计算公式中，反推出限制装载高度h_ni，如下表所示。

表4反推法限制装载高度

取上述所有限制装载高度计算值中最小值作为船东高密度液货品安全装载工况中所适用的限制高度，即本例高密度液货品装载的液货品密度为1.54吨每立方米时安全装载工况限制高度为5.4米。

更具体的步骤如图1所示。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。