基于S-H剪裁算法的船舶受風面積計算

張建寶+周億迎

摘 要：為提高計算精度，提出一種基于S-H多邊形剪裁算法的船舶受風面積計算方法。依據船舶設計部門提供的船舶受風面積輪廓多邊形，采用S-H算法實時和水線面求交計算，得到水線面上和水線面下的多邊形，然后采用格林公式計算任意吃水及吃水差下的受風面積及風傾力臂。本文以“太行128”散貨船為例，實驗表明：相比于傳統基于裝載手冊線性插值的方法，提高了計算精度，彌補了傳統方法只能計算船舶平吃水下受風面積的不足，且通用性好，具有一定的工程實用價值。

關鍵詞：船舶工程 受風面積 S-H剪裁算法 船舶穩性

1.引言

船舶受風面積曲線在船舶穩性校核時起著非常重要的作用，船舶受風面積曲線一般由船舶設計部門計算出來，以表格或者曲線形式存儲在船舶裝載手冊中。在進行穩性校核時通常是基于裝載手冊通過線性插值的方法查取受風面積相關參數，但是這種方法存在著以下不足：

（1）船舶裝載手冊只給出部分吃水的計算值，當吃水超出了裝載手冊給定范圍，會導致一定的誤差。

（2）船舶裝載手冊只給出船舶平吃水的受風面積值，但是船舶在實際營運中往往存在一定的吃水差，會導致一定的誤差。

（3）當裝載手冊中給出的受風面積表格吃水步長較大時，用線性插值值代替實際值會存在一定誤差。

本文提出一種不基于裝載手冊的受風面積計算方法，根據船舶部門提供的船舶受風面積輪廓多邊形，采用計算機圖形學中的S-H剪裁算法計算船舶任意吃水差下的受風面積參數，通用性好、計算精度高，彌補了上文所述的不足。……