李军

(广州打捞局，广州 510260)

船舶在恶劣的海况下航行时，船艏或其他外飘结构会离开水面并再次入水，此时船艏底部及其他受砰击部位会产生非常大的水动力载荷。砰击会导致船体结构受损甚至会引起船舶折断，因此准确预报和模拟船舶受到的砰击载荷是水动力学研究的前沿课题之一。目前学者们研究方向主要是在船舶航行中船艏底部或海洋平台作业中结构物底部所遭受的砰击载荷模拟及计算[1-3]，而对于货船运输悬垂货物外飘部分结构所受波浪的砰击，比如半潜船运输超大、超宽货物，货物主体结构外飘半潜船舷侧几十米，其因船舶横摇、垂荡，以及波浪产生的砰击，则鲜有文献报道。为此，考虑利用势流理论及半潜船运输超宽悬垂货物砰击控制条件的数值模拟方法，以迄今为止世界规模最大半潜式“海上渔场”从中国青岛海上运输至挪威为例，应用OCTOPUS软件对海运过程的砰击进行数值模拟，分析海况、船舶吃水及航速等参数变化对船舶纵横摇、砰击发生概率及砰击载荷的影响，以获得最优海运方案。

1 悬垂外飘货物砰击控制条件

当外飘船舷侧部分结构物某关注点到水面的距离小于0的时候，浸没就会发生。

s>f

(1)

式中：f为船舶干舷；s为关注点的相对上下幅值：

s=δ-z+xθ+yφ

(2)

其中：δ为波浪幅值；z为垂荡幅值；x为关注点相对系统重心位置在船长方向差值；y为关注点相对系统重心位置在船宽方向差值；θ为纵摇角；φ为横摇角。

为了进行统计分析，式(2)可写成响应幅值因子的模式。