[发明专利]一种船舶敞水航行辅助决策方法

说明书

本发明属于船舶结构安全性领域，具体涉及一种船舶敞水航行辅助决策方法。包括建立数据库、拟合图像、对图像进行插值、将图像拟合出的曲面离散成若干点，求出船舶在此航速，浪向角下对应的发生警报的危险剖面的垂向弯矩My,水平弯矩Mz,扭矩Mx,垂向剪力Fz的百一值分别为My₀,Mz₀,Mx₀,Fz₀；在数据库中筛选出满足My₁My₀、Mz₁Mz₀、Mx₁Mx₀、Fz₁Fz₀此条件所对应的(V,β)的集合{A₃}。本发明根据三维频域线性水动力理论计算出危险剖面剖面载荷的百一值，在船体结构应力监测点发生报警时，能根据当时的海况、航向、航速，对船体载荷进行总体计算分析与评估，快速作出如何改变航向、改变航速以及船舶姿态等操作指令。

技术领域

本发明属于船舶结构安全性领域，具体涉及一种船舶敞水航行辅助决策方法。

背景技术

结构的安全性是保证船舶正常营运的基础，在船舶的结构设计中，设计人员需要参考有关船级社的结构设计规范或准则，结合相关的理论方法，确定船舶的各种设计载荷，进而进行有关的结构设计与强度评估。但是，对于实际海洋环境中航行的船舶来说，结构受到的外载荷具有很强的随机性，这些随机因素很难通过规范或准则中的方法进行完全准确地预报。因而，尽管船级社已经给出了船舶结构设计的规范或准则，设计人员也据此给出尽可能完善的结构设计方案，但船舶仍存在着一定程度结构失效的可能性。为了降低船舶结构安全的风险，一方面可以在设计建造阶段合理确定结构设防水平，不断完善船体结构强度分析与评估方法，另一方面是对船舶使用过程加强管理和监控。通过实时监测船体结构应力，并根据得到的监测数据对结构状态进行评估，当结构应力较大时发出报警，并给操船人员提供可供选择的辅助航行决策建议，则可以有效降低结构的安全风险。以往在船舶敞水航行时并没有明确的辅助决策方法，现根据三维频域线性水动力理论计算出危险剖面剖面载荷的百一值，并根据筛选百一值确定船舶航速及浪向角的变化情况，以此实现船舶敞水航行的辅助决策的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船舶敞水航行辅助决策方法，其能在船舶结构应力较大时发出报警，并给操船人员提供可供选择的辅助航行决策建议。

一种船舶敞水航行辅助决策方法，具体包括如下步骤：

步骤1、建立数据库；

步骤2、拟合图像；

步骤3、输入此时海况对应的参数值：海浪有义波高Hs和平均跨零周期Ts；

步骤4、对图像进行插值，对拟合出的不同海浪有义波高，平均跨零周期下的三维图像进行插值，得出对应此波高，平均跨零周期下的三维图像，即航速V，浪向角β，同时得出垂向弯矩My，水平弯矩Mz,扭矩Mx,垂向剪力Fz的百一值在此海况下的关系图及关系方程；

步骤5、将图像拟合出的曲面离散成若干点，得到细化后的航速V，浪向角β对应的垂向弯矩My,水平弯矩Mz,扭矩Mx,垂向剪力Fz的百一值在此海况下的关系图；

步骤6、输入此时船的航速V₀及浪向角β₀；

步骤7、求出船舶在此航速，浪向角下对应的发生警报的危险剖面的垂向弯矩My,水平弯矩Mz,扭矩Mx,垂向剪力Fz的百一值分别为My₀,Mz₀,Mx₀,Fz₀；