倒扣驳船扳正过程的仿真模拟

段明昕

摘要：GHS（General HydroStatics）软件是一款主要用于计算船舶稳性和强度的软件。此外，该软件也可以应用于沉船打捞工程中。该文介绍了如何用GHS软件对倒扣驳船扳正过程进行仿真模拟，并以1艘实船为计算例子，阐述了GHS软件在沉船打捞工程中应用的可行性和优越性。

关键词：GHS软件;沉船扳正;浮性;稳性

0引言

GHS（General HydroStatics）软件是一款主要应用于计算船舶稳性和强度的软件。除此之外，此软件也适用于模拟船舶其他的行为，例如沉船、船舶倒扣、船舶搁浅等事故。因此，该软件除常用于计算船舶稳性之外，还可以应用于诸如沉船打捞、搁浅船舶救助工程当中。

GHS软件可以应用运行文件进行建模和计算，而且GHS软件中的运行文件是一种简单的可编辑文件。用户可以将所有需要GHS执行的命令写入运行文件当中，并让GHS主程序自动运行该运行文件，不需要在软件主界面当中一步步操作。若需要修改模型或计算工况的相关数据，可以直接在运行文件当中修改，然后重新在GHS主程序中运行该文件即可，方便快捷。因此GHS软件非常适合用于船舶扳正、起浮过程的仿真模拟。

该文以1艘实船为计算例子，介绍了如何运用GHS软件对倒扣駁船扳正过程进行仿真模拟，并阐述了GHS软件在沉船打捞工程中应用的可行性和优越性。

1GHS软件简介

GHS软件包括1个主程序和3个基本模块：SectionEditor（船舶横剖面编辑器）、Model Converter（船舶模型转换器）和Part Maker（船舶部件生成器），以及基于这些模块的计算和报告（包括完整稳性和破舱稳性）。可选模块为：

Condition Graphics（CG）：阐明船舶的装载条件。

Longitudinal Strength（LS）：计算船舶剪切、弯曲应力和挠度。

Load Editor（LE）：装载工况的编辑器。

Advanced Features（AF）：用于计算国际海事组织制定的概率损伤（分舱指数）和初稳性高。

Floodable Lengths（F1J）：主要用于初步设计（计算可浸长度和被水浸没的初稳性高）。

Tank Soundings（TS）：计算和打印各种格式的舱室测深表。

Multi-Body（MB）：允许GHS创建船舶之间互相影响的多船模型。

Grain Shift（GS）：计算粮食货物的体积横倾力矩。

Hull Maker（HM）：生成船体的参数化模型（目前只能用于驳船）。

GHSCOM：允许GHS应用于其他应用程序的接口。

Programming Interface（PI）：允许在GHS里自由扩展自己想要的功能。

在沉船打捞工程中，主要应用到GHS软件的主程序、Part Maker和Condition Graphics模块。另外，在建模过程中有可能应用到Section Editor模块。

—个典型的GHS计算分析过程见图1：

2驳船工况

该文以1艘实际驳船为例子，介绍了如何运用GHS软件对倒扣驳船扳正过程进行仿真模拟。

2.1驳船参数

该驳船为无动力船舶。该驳船主要舱室为大通舱（HopperArea）1个、大空舱12个（左、右各6个）。假设该驳船舱室均未破损。

该驳船主要参数见表1：

2.2驳船倒扣情况

假设该驳船完全倒扣在海面上。船体完整，空舱均未破损。12个空舱从船艏至船艉编号分别为左右舷1#、3#、4#、5#、6#、8#。

驳船倒扣状态如图2所示。

3驳船扳正步骤描述

该驳船具有左右对称的结构，且左、右空舱和中间大通舱均未破损，因此可以通过先向一侧空舱打压载水，后将另一侧空舱打压载水，最后充气排水的方法逐步将该驳船扳正。这种扳正方法不用借助大型浮吊船，可以极大节省施工费用。具体扳正过程如下：

（1）在驳船左舷1#和8#空舱船舷上缘部位安装1个6寸闸阀和1个1寸气阀。

（2）分别在驳船左右舷3#、4#、5#和6#空舱船底安装一个6寸闸阀。

（3）打开驳船左舷1#、3#、4#、5#、6#和8#闸阀，让海水进入这6个空舱当中，并且让这6个空舱接近完全压载。完成该步骤后，驳船左倾约122°。

（4）打开驳船右舷3#、4#、5#和6#闸阀，让海水进入这4个空舱当中。4个舱各压载50%舱容。完成该步骤后驳船左倾约91°。

（5）向驳船左舷1#和8#空舱充气约60%舱容。完成该步骤驳船左倾约21°。

（6）将所有空舱内的水抽至只剩约5%舱容状态，此时驳船基本正浮。

4驳船扳正模拟仿真

4.1建模

建立驳船船体和内部舱室模型，并使用插件Deadweight显示驳船模型，如图3所示：

4.2驳船倒扣工况模拟

驳船倒扣的状态模拟如图4所示：

在GHS软件中对驳船该工况的初稳性进行校核，计算结果见表2：

从计算结果可知，驳船倒扣工况初稳性高为11.989m，大于规范要求的0.15m。

4.3驳船扳正至左倾122°工况模拟

通过GHS运行文件可以快速定义驳船压载工况。

该工况对应驳船扳正步骤第3步。在GHS运行文件中，将驳船左舷1#、3#、4#、5#、6#和8#这6个舱室压载海水至99%舱容。驳船扳正至左倾122°状态模拟如图5所示：

在GHS软件中对驳船该工况的初稳性进行校核，计算结果如表3：

从计算结果可知，驳船扳正至左倾122°初稳性高为0.557m，大于规范要求的0.15m。

4.4驳船扳正至左倾91°工况模拟

该工况对应驳船扳正步骤第4步。在上+I况基础上，在GHS运行文件中将驳船右舷3#、4#、5#和6#这4个舱室各压载海水至50%舱容。驳船扳正至左倾91°状态模拟如图6所示：

在GHS软件中对驳船该工况的初稳性进行校核，计算结果见表4：

从计算结果可知，驳船扳正至左倾91°初稳性高为0.186m，大于规范要求的0.15m。

4.5驳船扳正至左倾21°工况模拟

该工况对应驳船扳正步骤第5步。在上一个工况基础上，在GHS运行文件中将驳船左舷1#和8#这2个舱室各充气至60%舱容。驳船扳正至左倾21°状态模拟如图7所示：

在GHS软件中对驳船该工况的初稳性进行校核，计算结果见表5：

从计算结果可知，驳船扳正至左倾21°初稳性高为1.646m，大于规范要求的0.15m。

4.6驳船扳正至正浮工况模拟

驳船扳正至正浮状态模拟如图8所示：

在GHS软件中对驳船该工况的初稳性进行校核，计算结果见表6：

从计算结果可知，驳船扳正至正浮状态初稳性高为14.574m，大于规范要求的0.15m。

5结语

通过上述计算实例可以看到，GHS软件能对驳船扳正过程进行仿真模拟分析，并且通过对运行文件参数的修改，可以迅速计算多种工况，因此，在沉船打捞工程中，工程师可以使用GHS软件对多种工况进行计算，选取最优方案。GHS软件能提供快捷和强大的技术支持，从而提高了制定和修改打捞方案的决策效率。