四面体方法在子母船浮态和稳性问题中的应用

作     者：刘虓 杨天悦 王宇帆 樊天慧 LIU Xiao;YANG Tianyue;WANG Yufan;FAN Tianhui

作者机构：华南理工大学土木与交通学院广州510640 

出 版 物：《船舶工程》 (Ship Engineering)

年 卷 期：2022年第44卷第1期

页      面：32-40页

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51709118) 

主　　题：子母船 浮态 稳性 四面体 

摘      要：子母船的横截面存在不规则非连通域,造成传统算法在浮态和稳性计算应用中存在较大困难。对此,提出一种计算子母船浮态和稳性的新方法:将子母船剖分成多个四面体,将四面体与水面的切割关系归为5种,计算每个四面体的体积和体积心,汇总得到整船排水体积和浮心坐标。在浮态计算方面,通过建立优化设计数学模型,求解得到水面方程。在稳性计算方面,通过求解浮力与重力作用线之间的距离得到稳性恢复力臂。通过数值算例对某登陆舰进行典型工况下的浮态和稳性进行计算。结果证明:该算法不需要计算横剖面几何要素即可得到子母船的排水体积和浮心,能避免子母船浮态和稳性的计算困难;该算法可单独建立子船和母船的四面体模型,通过“自由组装的方式进行整船建模,在多工况建模时能体现出较强的优势。