船舶力学
船舶力學
선박역학
JOURNAL OF SHIP MECHANICS
2015年
8期
912-918
,共7页
红土镍矿%粘性液体%液化%粘性剪力崩溃%倾覆沉没
紅土鎳礦%粘性液體%液化%粘性剪力崩潰%傾覆沉沒
홍토얼광%점성액체%액화%점성전력붕궤%경복침몰
clay lateritic nickel ore%viscous liquid%liquefaction%shear stress%collapse%capsizing
近几年来,多条装运红土镍矿的船舶在南中国海倾覆沉没,引起业界的震惊。红土镍矿是一种非常特殊的矿物质,在运输过程中,如果船舶遭遇风浪,或船舶本身长时间的振动,都会导致该矿石的表面液化。液化后的混合液体具有较强粘性,可以形成自由液面。但由于现存的用于计算船舶自由液面的方法不适合于具有较大粘性的液体,因而无法解释运输该种货物船舶倾覆沉没的原因。所以,该文采用数学建模的方法,对运输红土镍矿的船舶进行了模拟计算。得出的结论是当流体的惯性力大于流体的粘性剪力时,粘性流体对船舶的作用力矩随时间的变化总趋势是逐渐增大。当流体产生的横向惯性力远大于流体的剪切阻力时,流体将会挣脱剪切阻力的束缚,迅速滑向船舶的一侧,使船舶的横稳性迅速消失,最终导致船舶很快倾覆沉没。
近幾年來,多條裝運紅土鎳礦的船舶在南中國海傾覆沉沒,引起業界的震驚。紅土鎳礦是一種非常特殊的礦物質,在運輸過程中,如果船舶遭遇風浪,或船舶本身長時間的振動,都會導緻該礦石的錶麵液化。液化後的混閤液體具有較彊粘性,可以形成自由液麵。但由于現存的用于計算船舶自由液麵的方法不適閤于具有較大粘性的液體,因而無法解釋運輸該種貨物船舶傾覆沉沒的原因。所以,該文採用數學建模的方法,對運輸紅土鎳礦的船舶進行瞭模擬計算。得齣的結論是噹流體的慣性力大于流體的粘性剪力時,粘性流體對船舶的作用力矩隨時間的變化總趨勢是逐漸增大。噹流體產生的橫嚮慣性力遠大于流體的剪切阻力時,流體將會掙脫剪切阻力的束縳,迅速滑嚮船舶的一側,使船舶的橫穩性迅速消失,最終導緻船舶很快傾覆沉沒。
근궤년래,다조장운홍토얼광적선박재남중국해경복침몰,인기업계적진량。홍토얼광시일충비상특수적광물질,재운수과정중,여과선박조우풍랑,혹선박본신장시간적진동,도회도치해광석적표면액화。액화후적혼합액체구유교강점성,가이형성자유액면。단유우현존적용우계산선박자유액면적방법불괄합우구유교대점성적액체,인이무법해석운수해충화물선박경복침몰적원인。소이,해문채용수학건모적방법,대운수홍토얼광적선박진행료모의계산。득출적결론시당류체적관성력대우류체적점성전력시,점성류체대선박적작용력구수시간적변화총추세시축점증대。당류체산생적횡향관성력원대우류체적전절조력시,류체장회쟁탈전절조력적속박,신속활향선박적일측,사선박적횡은성신속소실,최종도치선박흔쾌경복침몰。
A number of bulk nickel ore carriers capsizing in South China Sea have made shipping industry shocked. Clay lateritic nickel ore is characterized by liquefaction on the surface under the influence of waves or long time vibrations during transportation. The blending liquid after liquefied is highly viscous and can generate free surface. However, the existing methods based on the calculation of GM values fail in explain-ing the capsizing of the carriers during transportation. In this paper, the mathematical modeling is adopted to make a thorough analysis to the mechanisms of capsizing. The results show that the imbalance of the shear force leads to the free movements of the liquid cargoes as the inertial force of the liquid cargoes is greater than that of the shear stress, and thus caused a loss of stability. Finally, the increasing external mo-ments result in the capsizing.