1、参数横摇对集装箱船设计和运营的影响 纯稳性丧失、参数横摇、骑浪（横甩）是船舶在波浪中的 3 种典型倾覆现象，其中，参数横摇是目前国际海事组织（ IMO）正在研究的船舶第二代完整稳性衡准技术中 5种失效模式之一。研究人员普遍认为，参数横摇是由船舶在波浪中的复原力周期性变化而导致的非线性现象，其主要特点是：船舶在顶浪状态下产生垂荡、纵摇运动的同时伴随着大幅度横摇运动。大量研究表明，当船舶的横摇固有频率等于其在波浪中遭遇频率的 50%时，船舶可能产生显著的横摇运动，即参数横摇。大型集装箱船的艏部外飘通常较大，艉部线型变化较为剧烈，导致其在顶浪状态下出现 明显的复原力周期性变化，因此易产生参数横摇现象
2、。 下载 1 参数横摇的计算方法 参数横摇可能引起严重的海上事故。例如： 1998 年 10 月，由高雄驶往西雅图的巴拿马型 C11 集装箱船 “APL CHINA” 号在北太平洋海域遭遇强烈风暴，横摇运动剧烈（见图 1），横摇角达 35?40?埃黄翟耸浯 ?AIDA” 号也曾在亚速尔群岛水域因参数横摇遭遇严重破坏（见图 2）。 图 1 “APL CHINA” 号因参数横摇遭遇破坏情况 图 2 “AIDA” 号因参数横摇遭遇破坏情况 这些海上 事故的发生促使国际上掀起对参数横摇（尤其是顶浪状态下参数横摇）研究的热潮。对此，国外根据 IMO 的提案主要分为第一层和第二层薄弱性衡准方法。在工业和信
3、息化部高技术船舶科研项目的支持下，我国也已经开展参数横摇衡准方法的研究，并进行样船计算。中国船舶科学研究中心对多艘典型船舶分别采用部分约束和自由航行模型开展试验性研究，为参数横摇的计算验证提供可靠数据。 当前，参数横摇研究的热点之一是第三层评估方法，即直接数值模拟方法。直接数值模拟方法主要采用在耐波性计算中广泛应用的切片法和面元法。根据使用格林函数的不 同，面元法又分为 Rankine源法和时域面元法。2-5文献采用时域面元法对 C11 集装箱船进行不同航速、不同波高下的直接时域模拟，并与模型试验结果进行比较，以研究参数横摇发生的条件以及波高对其的影响等问题。 2 参数横摇对集装箱船设计的影响
4、 当前，集装箱船设计中稳性校核的主要依据是 IMO 2008 年国际完整稳性规则（以下简称 2008 年 IS 规则）。该规则主要基于经验和数据统计分析，以船舶静力学理论为基础来评估船舶稳性，难以体现船舶类型及其操作环境的多样化。自 2008 年以来， IMO 明显加 快新公约、新规范制定工作，相继开展船舶能效设计指数、舱室噪声和第二代完整稳性等议题的研究。目前， IMO 船舶设计建造分委会正在讨论制定的第二代完整稳性衡准由薄弱性衡准和直接计算衡准等组成。参数横摇是未来集装箱船设计的重要考虑因素，应当受到船舶所有人、船厂和相关设计院所的广泛重视。 作为船舶设计、建造和运营的操作指南，第二代完整
5、稳性衡准成为 2008年 IS 规则强制性要求的一部分，为船舶建造和操作提供依据和指导，同时也对船舶设计提出更高要求。 为避免参数横摇对集装箱船产生破坏，笔者针对集装箱船 设计提出以下建议：（ 1）采用三层结构作为完整稳性衡准技术框架，即第一层薄弱性衡准、第二层薄弱性衡准和稳性直接评估；（ 2）在集装箱船普遍降速航行以节省油耗的背景下，船舶所有人可通过宽体肥大型设计从根本上增大集装箱船的横摇阻尼；（ 3）通过优化舭部形状来调整舭龙骨尺寸，或者适当采用可控减摇水舱、舵减摇系统等，以增大集装箱船横摇阻尼，进而达到减摇效果；（ 4）从集装箱船线型优化入手，采用直接评估方法评估不同线型方案在不同航速、
6、波浪条件下的参数横摇，系统比较线型变化对静水阻力、参数横摇的影响，进而提高集装箱船的综合性能 。 3 参数横摇对集装箱船运营的影响 集装箱船在运营过程中产生参数横摇现象的可能性较大，因此，船长对参数横摇情况应具有预判和解决能力。船长可以通过以下措施来减轻参数横摇对集装箱船的影响：（ 1）及时掌握气象和海况预报，提前规避可能遭遇的危险巨浪；（ 2）调整航向和航速，以避免特定航速和特定波长情况下的参数横摇激励条件；（ 3）采用外绑等绑扎方式，有效分散集装箱和扭锁所受的作用力。 参考文献： 顾民，鲁江，王志荣 . 国内第二代完整稳性研究的主要成果和重点发展方向 C/2014 年全国舶舶稳性学术研讨会
7、文集 . 无锡， 2014： 1-8. 常永全，范菊，朱仁传，等 . 迎浪船舶的参数横摇分析 J. 水动力学研究与进展， 2008， 23（ 2）： 204-211. 余滋红，裘明扬，高杏，等 . 大型集装箱船参数横摇模型试验和数值模拟研究 J. 船舶， 2009（ 1）： 19-23. 鲁江，马坤，黄武刚 . 规则波中船舶复原力和参数横摇研究 J. 海洋工程， 2011， 29（ 1）： 61-67. 陈京普，白治宁，王杉 . 时域面元法在 C11 集装箱船参数横摇分析中 的应用 C/第十三届全国水动力学学术会议暨第二十六届全国水动力学研讨会论文集 . 青岛， 2014： 1325-1331. 顾民，鲁江，王志荣 . IMO 第二代完整稳性衡准评估技术进展综述 J. 中国造船， 2014， 55（ 4）： 185-193. 陈京普，王杉，刁峰 . 基于静水阻力与参数横摇的集装箱船线型优化研究 C/2014 年全国船舶稳性学术研讨会文集 . 无锡， 2014： 88-93. （编辑：谢尘 收稿日期： 2014-12-02）
