1、毕业论文（设计）开题报告基于 Sesam振沉船稳性计算学 院： 船舶与建筑工程专 业： 船舶与海洋工程年 级：指导教师：学生姓名：学 号：毕业论文（设计）开题报告一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义：(一)国内外研究动态船舶在一舱或数舱损坏进水后是否会沉没或倾覆,除了受损的程度和破损后船员所采取的损害管制措施以外，船体水密舱壁的设置是关键的因素。分舱的规定就是对船舶用水密舱壁分隔得要求。稳性是指船舶在受外力作用发生倾斜而不致倾覆，当外力作用消失后，船舶仍能回复到原来平衡位置的能力，它是保证船舶安全的一项重要性能。近年来我国海洋资源的开发和利用发展很快，为配合油田建设和一些海洋工程
2、的施工，起重船、挖泥船和振沉船是一种重要的工程船舶。工程船调迁时，在风浪中拖航倾覆事故以往历年发生多起，例如19斜年西和号挖泥船在塘沽地区拖航时发生倾覆:1964年马驳号起重船在广州海南岛途中受横风横浪作用发生倾覆；1972年航扬801挖泥船，从青岛拖往上海途中受风浪作用倾覆等等。由于海洋环境条件与陆地不同，一旦发生事故很难进行抢救。这种事故不仅使国家财产受很大损失，更重要的是船员的生命安全得不到保障。工程船与常规船在线型，主尺度和装载上有如下差别:(1)甲板面积大，以便安装起重机和挖泥机；(2)由于在甲板上安装起重机和挖泥机，故这类船舶重心比常规船高出很多，其重心距基线高和吃水之比:对起重船
3、为1.5至6、工程船为1.5至3.5、常规船为1左右；(3)船舶宽度与吃水之比也远远超出常规船:对起重船为6至14、挖泥船为4至8、常规船为2至3；佟国峰4论述了关于VLCC的几点关键和应急操作其中包括了破舱溢油处理程序； 祁恩荣等5也就大型油船船体极限强度分析的理论方法进行深入系统的研究。利用完整和破损船体极限强度非线性有限元分析的完整框架、经局部改进船体极限强度分析的理想结构单元法，并从多方面对船体极限强度计算方法进行比较分析。刘建成等6提出船体结构的疲劳问题一直是船舶设计者十分关注的问题 ,特别是高强度钢在船体结构中的广泛使用 ,使船体结构的疲劳破坏问题更加突出，以一大型浮式生产储油船
4、（FloatingProductionandStorageandOffloading）为例 ,系统地介绍了一种基于S -N曲线和Miner 线性疲劳累积损伤原理 ,计算船体在局部结构应力热点处的疲劳寿命。该方法考虑了船舶运营期内的实际工况和海况条件 ,船体局部结构应力热点的焊接情况 ,几何形状 ,受载形式以及尺寸效应等因素。计算中借助了DNV船级社的SESAM程序系统的部分模块於锐7也提出疲劳寿命评估是新规范统一了各船级社规范对疲劳的计算标准，疲劳评估的研究意义重大柳存根等8探讨了双壳体压载舱的划分方式和尺度变化对破舱稳性的影响，从破舱稳性看，U型舱最佳，L型舱最差。舷边舱的宽度对破舱稳性影响
5、较大。双壳体VLCC如能选择合适的压载舱布置形式，就能提高船舶在破舱后的生存能力，满足MARPOL公约有关破舱稳性的规定。破舱稳性的衡准以往都采用确定性的计算方法。该方法规定了船体破损的范围、位置以及破舱前的船舶状态，确定一个或几个最危险的破损舱或舱组，计算出破舱后的浮态和稳性，按规定的残存条件来衡准船舶是否满足破舱稳性要求。确定性方法要求任一计算状态都必须满足所有的残存条件。但是，海损事故统计表明，船舶的破损是随机的，各种可能的水密舱壁的分隔情况在浸水后对船舶残存能力的贡献也存在概率因素。因此，在20世纪70年代初提出了建立在海损事故统计分析基础上的破舱稳性概率衡准方法1973年国际海事组织
6、大会通过决议，首先在客船的破舱稳性衡准中采用了这种方法。随后，新建立起来的干货船的破舱稳性衡准也采用了概率衡准方法9。概率衡准方法的校核计算工作量要比确定性方法大得多。随着计算机辅助设计的普及和计算能力的提高，今后有可能更多采用概率衡准方法。胡中凯等10提出针对目前船舶与海洋工程领域的风险评估大多为一些描述性的定性分析,难以确定风险发生的频率以及风险发生后的区域的状况,依据P。T。Pedersen研究船舶碰撞概率的计算方法,以某一区域为例,计算并分析了该区域的船舶碰撞事故发生概率；运用由挪威船级社（DNV）开发的NEPTUNE软件对油品特性进行了分析,并模拟了某一油船发生泄漏的油膜范围,预测了
7、由泄漏所引发的火灾及爆炸事故的损害区域,这对油船上设备的合理布置及舱室设计工作具有一定的参考意义。陈德志11 以中国海军装备部“舰船破损稳性研究与实时计算软件开发”的实际工程项目为背景，在分析国内外典型破损稳性计算方法的基础上，讨论了舰船和油船的舱室定义方法，提出了按最大倾斜力矩进行自由液面对大倾角稳性影响计算的修正方法，并运用混合罚函数法对船舶的破损稳性进行了计算。(1) 讨论了油船的舱室定义方法。采用简单方体舱室的组合方法，充分利用船体肋骨型线，生成各肋位处的舱室横剖面数据。(2) 提出了按最大倾斜力矩进行自由液面对大倾角稳性影响计算的修正方法。和传统的规范近似算法以及重心高度修正法相比，
8、本计算方法反映了不同液舱形状、不同装载率下自由液面对大倾角稳性影响。(3) 运用混合罚函数法对船舶的破损稳性进行了计算。分别建立了破损船舶自由浮态及稳性的优化计算数学模型。与传统的拉格朗日乘子法相比，该优化方法公式推导简单，而且每次迭代只需计算水线面以下的排水体积和浮心坐标，不需计算水线面上的面积、漂心、惯性矩等要素，计算方法直接简便。(4) 在以上理论研究的基础上，开发了舱室定义，自由液面修正的计算机软件；编制了船舶完整、破损状态下的浮态、稳性计算的部分模块。(二)选题的依据和意义随着海洋资源开发、海上工程和海难救助事业的发展，振沉船成为了不可缺少的工程船，在需求量加大的同时，规模也越来越大
9、。振沉船的作业环境和载荷复杂，为保证船舶与海上起重作业的安全，振沉船在各种载况下必须具有良好的稳性。而稳性对船舶的安全性有重要的影响，也是船舶最基本的一项重要技术性能，一直是人们关注的焦点。有限元法是一种在工程分析中常用的解决复杂问题的近似数值分析方法，以其在机械结构强度和刚度分析方面具有较高的计算精度而得到普遍应用，特别是在材料应力、应变的线性范围内更是如此。在船舶设计领域，越来越广泛地应用于船体结构的强度计算及校核。有限元分析的基本研究方法可以概括为“ 结构离散单元分析整体求解”的过程。经过近 50年的发展，有限元法的理论日趋完善，已经开发出了一批通用和专用的有限元软件，如MSC/ Nas
10、tran、ANSYS、SESAM 、MSC/MARC、ADINA、ALGOR等，它们都提供了友好的用户界面、强大的计算分析功能和前后处理功能，并与多种图形软件提供了接口，如UG I-DEAS、CATIA、Pro/E等。Sesam 是当前国际上流行的大型结构有限元分析软件之一，可以用它进行多种行业多种类型的有限元分析。早自上世纪50年代，DNV就已致力于研究更高效的船舶与海洋结构物的有限元分析课题，并于1969年正式发布了第一代突破性的强度分析软件Sesam-69。经过半个世纪的知识经验积累和潜心研发，在船舶、海洋工程、石油化工领域的专业软件设计、研发、风险评估、分析、设备完整性管理、工程知识等
11、方面处于全球领先地位。2009年是Sesam软件问世的第40个年头，积累了40年全球应用的成功经验，如今的Sesam已经成为业界深具口碑的强度分析软件； Sesam可以提供贯穿海洋结构物整个生命周期的管理，有了它工程师们可以进行高效的初始设计，结构的重新评估，改建和维修，运营阶段的分析计算，应急响应直至最后的拆卸与报废。基于上述因素，本课题将利用 Sesam 软件，建立钢箱筒振沉专用船的外板及舱壁的湿表面模型，并对其进行网格划分和计算分析，以优化分舱的设计，降低钢箱筒振沉专用船的海损破舱危险性、提高其工作能力。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：（一）研究的基本内容振沉船的稳性计算。（二）拟
12、解决的主要问题1、建立振沉船的船壳模型；2、确定计算的典型和危险情况；3、得出各情况下的计算结果并进行分析。三、研究步骤、方法及措施：1、查阅资料与资料整理；2、熟悉结构图纸；3、利用 Sesam GeniE 建立静水力模型；4、利用 Sesam HydroD 进行稳性分析；5、论文撰写。四参考文献1 中国船检关于1973 年国际防止船舶造成污染公约 1978 年议定书M 中华人民共和国交通部。2005-08-0132 赫璟论单壳油船的淘汰及其对我国的影响J。现代商贸工业。 2009-24-0173 Tong GuofengCritical and Emergency Operations o
13、n VLCC。 2002-08-184 Qi En-RongComparative Study of Ultimate Hull Girder Strength of Large Double Hull Tankers。 China Ship Scientific Research Center 20025 刘建成，顾永宁，王自力，马延德，刘文民浮式生产储油船船体疲劳计算J海洋工程2001-056 於锐基于 CSR 疲劳寿命要求的油船结构节点设计改进J大连理工大学硕士学位论文2008-127 柳存根，姚震球，裘泳铭双壳体巨型油船破舱稳性分析J。华东船舶工业学院学报,1996-09。8 胡铁牛，
14、货船概率破舱稳性计算及对分舱的影响J上海交通大学学报1997-119 胡中凯，尹群李良碧，张健，杨永祥碰撞事故下油船泄漏的定量风险评估 J舰船科学技术2010-04-02310 陈德志船舶破损稳性计算方法研究J 大连理工大学2004五、研究工作进度：1 外文资料翻译及文献综述撰写(含开题报告) 12 月 23 日至 12 月 26 日2、船壳和质量模型的建立 2 月 25 日至 2 月 28 日3、网格划分和后期调试 3 月 1 日至 3 月 3 日4、模型调试和静水力计算 3 月 3 日至 3 月 8 日5、计算结果处理研究 3 月 8 日至 3 月 13 日6、撰写毕业论文和毕业答辩准备 3 月 13 日至 4 月 1 日7、毕业答辩、教师评阅 4 月 4 日至 4 月 6 日六、教研室评议意见： 系（教研室）主任 年 月 日七、院领导审核意见：1通过； 2完善后通过； 未通过 负责人： 年 月 日
