倒扣駁船扳正過程的仿真模擬

段明昕

摘要：GHS（General HydroStatics）軟件是一款主要用于計算船舶穩(wěn)性和強度的軟件。此外，該軟件也可以應用于沉船打撈工程中。該文介紹了如何用GHS軟件對倒扣駁船扳正過程進行仿真模擬，并以1艘實船為計算例子，闡述了GHS軟件在沉船打撈工程中應用的可行性和優(yōu)越性。

關鍵詞：GHS軟件;沉船扳正;浮性;穩(wěn)性

0引言

GHS（General HydroStatics）軟件是一款主要應用于計算船舶穩(wěn)性和強度的軟件。除此之外，此軟件也適用于模擬船舶其他的行為，例如沉船、船舶倒扣、船舶擱淺等事故。因此，該軟件除常用于計算船舶穩(wěn)性之外，還可以應用于諸如沉船打撈、擱淺船舶救助工程當中。

GHS軟件可以應用運行文件進行建模和計算，而且GHS軟件中的運行文件是一種簡單的可編輯文件。用戶可以將所有需要GHS執(zhí)行的命令寫入運行文件當中，并讓GHS主程序自動運行該運行文件，不需要在軟件主界面當中一步步操作。若需要修改模型或計算工況的相關數據，可以直接在運行文件當中修改，然后重新在GHS主程序中運行該文件即可，方便快捷。因此GHS軟件非常適合用于船舶扳正、起浮過程的仿真模擬。

該文以1艘實船為計算例子，介紹了如何運用GHS軟件對倒扣駁船扳正過程進行仿真模擬，并闡述了GHS軟件在沉船打撈工程中應用的可行性和優(yōu)越性。

1GHS軟件簡介

GHS軟件包括1個主程序和3個基本模塊：SectionEditor（船舶橫剖面編輯器）、Model Converter（船舶模型轉換器）和Part Maker（船舶部件生成器），以及基于這些模塊的計算和報告（包括完整穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性）?？蛇x模塊為：

Condition Graphics（CG）：闡明船舶的裝載條件。

Longitudinal Strength（LS）：計算船舶剪切、彎曲應力和撓度。

Load Editor（LE）：裝載工況的編輯器。

Advanced Features（AF）：用于計算國際海事組織制定的概率損傷（分艙指數）和初穩(wěn)性高。

Floodable Lengths（F1J）：主要用于初步設計（計算可浸長度和被水浸沒的初穩(wěn)性高）。

Tank Soundings（TS）：計算和打印各種格式的艙室測深表。

Multi-Body（MB）：允許GHS創(chuàng)建船舶之間互相影響的多船模型。

Grain Shift（GS）：計算糧食貨物的體積橫傾力矩。

Hull Maker（HM）：生成船體的參數化模型（目前只能用于駁船）。

GHSCOM：允許GHS應用于其他應用程序的接口。

Programming Interface（PI）：允許在GHS里自由擴展自己想要的功能。

在沉船打撈工程中，主要應用到GHS軟件的主程序、Part Maker和Condition Graphics模塊。另外，在建模過程中有可能應用到Section Editor模塊。

—個典型的GHS計算分析過程見圖1：

2駁船工況

該文以1艘實際駁船為例子，介紹了如何運用GHS軟件對倒扣駁船扳正過程進行仿真模擬。

2.1駁船參數

該駁船為無動力船舶。該駁船主要艙室為大通艙（HopperArea）1個、大空艙12個（左、右各6個）。假設該駁船艙室均未破損。

該駁船主要參數見表1：

2.2駁船倒扣情況

假設該駁船完全倒扣在海面上。船體完整，空艙均未破損。12個空艙從船艏至船艉編號分別為左右舷1#、3#、4#、5#、6#、8#。

駁船倒扣狀態(tài)如圖2所示。

3駁船扳正步驟描述

該駁船具有左右對稱的結構，且左、右空艙和中間大通艙均未破損，因此可以通過先向一側空艙打壓載水，后將另一側空艙打壓載水，最后充氣排水的方法逐步將該駁船扳正。這種扳正方法不用借助大型浮吊船，可以極大節(jié)省施工費用。具體扳正過程如下：

（1）在駁船左舷1#和8#空艙船舷上緣部位安裝1個6寸閘閥和1個1寸氣閥。

（2）分別在駁船左右舷3#、4#、5#和6#空艙船底安裝一個6寸閘閥。

（3）打開駁船左舷1#、3#、4#、5#、6#和8#閘閥，讓海水進入這6個空艙當中，并且讓這6個空艙接近完全壓載。完成該步驟后，駁船左傾約122°。

（4）打開駁船右舷3#、4#、5#和6#閘閥，讓海水進入這4個空艙當中。4個艙各壓載50%艙容。完成該步驟后駁船左傾約91°。

（5）向駁船左舷1#和8#空艙充氣約60%艙容。完成該步驟駁船左傾約21°。

（6）將所有空艙內的水抽至只剩約5%艙容狀態(tài)，此時駁船基本正浮。

4駁船扳正模擬仿真

4.1建模

建立駁船船體和內部艙室模型，并使用插件Deadweight顯示駁船模型，如圖3所示：

4.2駁船倒扣工況模擬

駁船倒扣的狀態(tài)模擬如圖4所示：

在GHS軟件中對駁船該工況的初穩(wěn)性進行校核，計算結果見表2：

從計算結果可知，駁船倒扣工況初穩(wěn)性高為11.989m，大于規(guī)范要求的0.15m。

4.3駁船扳正至左傾122°工況模擬

通過GHS運行文件可以快速定義駁船壓載工況。

該工況對應駁船扳正步驟第3步。在GHS運行文件中，將駁船左舷1#、3#、4#、5#、6#和8#這6個艙室壓載海水至99%艙容。駁船扳正至左傾122°狀態(tài)模擬如圖5所示：

在GHS軟件中對駁船該工況的初穩(wěn)性進行校核，計算結果如表3：

從計算結果可知，駁船扳正至左傾122°初穩(wěn)性高為0.557m，大于規(guī)范要求的0.15m。

4.4駁船扳正至左傾91°工況模擬

該工況對應駁船扳正步驟第4步。在上+I況基礎上，在GHS運行文件中將駁船右舷3#、4#、5#和6#這4個艙室各壓載海水至50%艙容。駁船扳正至左傾91°狀態(tài)模擬如圖6所示：

在GHS軟件中對駁船該工況的初穩(wěn)性進行校核，計算結果見表4：

從計算結果可知，駁船扳正至左傾91°初穩(wěn)性高為0.186m，大于規(guī)范要求的0.15m。

4.5駁船扳正至左傾21°工況模擬

該工況對應駁船扳正步驟第5步。在上一個工況基礎上，在GHS運行文件中將駁船左舷1#和8#這2個艙室各充氣至60%艙容。駁船扳正至左傾21°狀態(tài)模擬如圖7所示：

在GHS軟件中對駁船該工況的初穩(wěn)性進行校核，計算結果見表5：

從計算結果可知，駁船扳正至左傾21°初穩(wěn)性高為1.646m，大于規(guī)范要求的0.15m。

4.6駁船扳正至正浮工況模擬

駁船扳正至正浮狀態(tài)模擬如圖8所示：

在GHS軟件中對駁船該工況的初穩(wěn)性進行校核，計算結果見表6：

從計算結果可知，駁船扳正至正浮狀態(tài)初穩(wěn)性高為14.574m，大于規(guī)范要求的0.15m。

5結語

通過上述計算實例可以看到，GHS軟件能對駁船扳正過程進行仿真模擬分析，并且通過對運行文件參數的修改，可以迅速計算多種工況，因此，在沉船打撈工程中，工程師可以使用GHS軟件對多種工況進行計算，選取最優(yōu)方案。GHS軟件能提供快捷和強大的技術支持，從而提高了制定和修改打撈方案的決策效率。