黄岗，邢胜伟
（大连海事大学 航海学院，辽宁 大连116026）
摘 要：鉴于“育鲲”轮的特殊性，文章研究了其在设计载况下的横摇固有周期。首先利用希曼斯基、杜埃尔、霍夫哥阿德经验公式以及IMO推荐公式对“育鲲”轮在设计载况下的横摇固有周期进行理论计算，然后与“育鲲”轮实船测量数据进行比对，发现二者存在较大差异。基于“育鲲”轮建造结构分析了传统经验公式计算无法准确测定“育鲲”轮在设计载况下的横摇固有周期的原因。确定“育鲲”轮的横摇固有周期对避免“育鲲”轮在航行中发生共振谐摇，减轻船舶横摇幅度，提高航行安全，具有一定的实际意义。此外，通过确定“育鲲”轮的平均横摇周期，计算其稳性，可为研究其耐波性提供基础。
关键词：“育鲲”轮；横摇固有周期；共振谐摇；稳性；耐波性
中图分类号：U661.3 文献标志码：A
The determination of natural rolling period for MV YU KUN
HUANG Gang, XING Shengwei
(Dalian Maritime University, Navigational College, Dalian 116026, China)
Abstract: Considering the special importance of “YU KUN”, this paper is to study the natural rolling periods of “YU KUN” in the design load condition. At first, the paper makes use of Seaman Lipinski, Du Era, Hov Grade empirical formulas and IMO recommended formula respectively to calculate the natural rolling period of “YU KUN” in the design load condition. Then comparing with the actual observation data on average rolling periods of “YU KUN”, there are biggish differences between them. The paper analysis the construction of “YU KUN” and make a conclusion that the natural rolling periods of “YU KUN” in design load condition can not be drawn through empirical formula, but by observing the actual average rolling periods of “YU KUN” . The natural rolling period serves practical significance to avoid the synchronous rolling motion when “YU KUN” is under way, to alleviate rolling amplitude and to promote the safety of navigation. Also, the stability of “YU KUN” can be determined by observing the actual average rolling periods. Meanwhile, it can establish foundation to study the sea-keeping of “YU KUN”.
Key words: “YU KUN”; natural rolling periods; synchronous rolling; stability; sea-keeping


引言
“育鲲”轮作为我国首艘自行开发设计的专用实习船舶，不但承担着每年近千名航海类学生的海上教学实习任务，同时也服务于交通运输工程等学科的实船测试和科学研究工作。该轮总长116米，型宽18米，型深8.35米，设计吃水5.4米，总吨位6000，航速为每小时18海里，续航能力10000海里，具有良好的航海性能和安全性，其设计和建造具有一定的特殊性[1]。

图1 “育鲲”轮
研究“育鲲”轮的横摇固有周期，避免“育鲲”轮在航行中发生共振谐摇，保证其航行安全，减小横摇幅度，以确保船上教学、实习和科研活动的顺利开展。船舶横摇固有周期是指静止在水面上的船舶，突然受到一外力或外力矩作用而偏离平衡位置，不计阻尼，船舶在恢复力或力矩的作用下所作横摇运动一个周期的时间。船舶横摇固有周期是船舶横摇运动的重要指标，它对船舶横摇运动性能具有重大影响。船舶易遭受横摇的程度以及横摇的剧烈程度均与船舶横摇固有周期密切相关。船舶的横摇固有周期越大，则它在波浪上横摇越平稳。通常认为船舶在不规则波上的横摇角近似同横摇固有周期的平方成反比[2-3]。国内外众多学者对船舶的横摇周期进行了深入研究，Virgin利用数值和现象学相结合的方法分析船舶横摇运动，对船舶横摇周期的稳定性进行了探索[4]。Kruger S.和Kluwe F.提出了一种简单的方法预估船舶在恶劣天气中的横摇频率[5]。Wojciech等人利用一种新的方法预测了非线性GZ曲线船舶的横摇周期[6]。吴昊、林焰分析了横摇临界角对平台横摇稳定性的影响，并将其应用于分析平台设计参数对横摇固有周期的影响[7]。Hansch，David L.在浅水效应对船舶横摇阻尼和横摇周期方面进行了深入研究[8]。苏作靖、张显库对“育鲲”轮的参数横摇现象进行了数值模拟分析，可对“育鲲”轮在航行中发生参数横摇进行快速、有效地判定及预报[9]。以上人员都是从理论或计算机模拟的角度对船舶的横摇运动进行分析，很少有人对船舶横摇运动及横摇固有周期进行实船测定。