[发明专利]一种液舱自由液面对船舶稳性的修正方法

权利要求书

1.一种液舱自由液面对船舶稳性的修正方法，其特征在于，包含如下步骤：

S1、确定预设液面的液面属性，所述预设液面包含不同液面高度时的液面和/或不同液体体积时的液面；

S2、根据液面属性计算所述预设液面的液面面积惯性矩；

S3、根据步骤S2计算的预设液面的液面面积惯性矩，制作液舱不同液面高度和/或不同液体体积与液面面积惯性矩的关系的参数表或图；

S4、根据实际液面的液面高度和/或液体体积，查阅步骤S3制作的所述参数表或图，确定实际液面的液面面积惯性矩；

S5、根据步骤S4获得的所述实际液面的液面面积惯性矩，计算实际液面对船舶稳性衡准指标的修正；

其中，所述步骤S2具体包含：

S21、判断预设液面的宽度是否可经临界液面呈跳跃性变化趋势：

S21.1、若是，则判断此时的预设液面位于哪个区域内，具体包含：S21.11、预设液面位于跳跃前液面宽度连续区域内，根据液面属性，计算预设液面的液面面积惯性矩；或，S21.12、预设液面位于跳跃后液面宽度连续区域内，采用替代液舱法计算预设液面对应的液面面积惯性矩，转至步骤S3；

其中，若液舱液面的宽度可以呈跳跃性变化，将舱体分为跳跃前液面宽度连续区域和跳跃后液面宽度连续区域；所述跳跃前液面宽度连续区域为：随着预设液面的高度增大，预设液面宽度为连续性变化的液面高度范围或液体体积范围；所述跳跃后液面宽度连续区域为：随着预设液面的高度增大，预设液面经某一临界液面，所述预设液面宽度存在跳跃性变化，跳跃性变化后随着预设液面的高度增大，预设液面宽度为连续性变化的液面高度范围或液体体积范围；所述临界液面为：随着液面的高度增大，预设液面宽度发生跳跃性变化时对应的液面；

S21.2、若否，则按照预设液面的液面属性计算预设液面对应的液面面积惯性矩，转至步骤S3；

所述替代液舱法采用第一替代液面法或第二替代液面法；

所述替代液舱法采用第一替代液面法，所述第一替代液面法为：采用第一替代液面代替预设液面，采用第一替代液面宽度代替预设液面的宽度，直接计算第一替代液面的液面面积惯性矩；

所述第一替代液面法具体包含以下：

所述第一替代液面宽度b_x为

或

其中，b₁为跳跃变化时临界液面的最大液面宽度；b₂为跳跃后液面宽度连续区域中液面高度最高或液体体积最大时对应液面的最大液面宽度；h_x为第一替代液面的液面高度；h₁为液面宽度跳跃性变化时临界液面的液面高度；h₂为跳跃后液面宽度连续区域中液面高度最高时对应的液面高度，v₁为液面宽度跳跃性变化时临界液面对应的液体体积，v₂为跳跃后液面宽度连续区域中液体体积最大时对应的液体体积，v_x为第一替代液面对应的液体体积；

所述第一替代液面的液面面积惯性矩i_x1为

其中，i_x1为第一替代液面的面积惯性矩；l为液舱的最大长度；b_x为第一替代液面的宽度；k为无因次系数，与第一替代液面的液面属性有关；

所述替代液舱法采用第二替代液面法，

所述第二替代液面法为：采用第二替代液面代替预设液面，计算跳跃性变化时的临界液面的最大面积惯性矩和跳跃后液面宽度连续区域中液面高度最高或液体体积最大时对应液面的面积惯性矩，根据插值法计算第二替代液面面积惯性矩；

所述第二替代液面法具体包含以下：

所述液面的液面面积惯性矩i计算方法为：

其中，i为液面的面积惯性矩；l为液舱的最大长度；b为液面的最大宽度；k为无因次系数，与液面的液面属性有关；

根据公式(4)计算出跳跃性变化时临界液面的最大面积惯性矩i₁；

根据公式(4)计算出跳跃后液面宽度连续区域中液面高度最高或液体体积最大时对应液面的面积惯性矩i₂；

采用插值法计算所述第二替代液面的液面面积惯性矩i_x2为：

或