编者按
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影响减摇水舱减摇效果的若干因素
可控被动式减摇水舱的减摇原理是水舱周期--船舶周期---波浪周期之间的双共振原理，本质上属于被动式的减摇装置，当水舱设计制造完成时，水舱周期基本上可调节范围有限，实船使用过程中，当船舶周期和波浪周期和水舱周期一致时，通过控制水流运动调节相位，从而起到减摇作用，一般来说，减摇水舱装置的实船应用效果在30%～60%。
当船舶周期和波浪周期产生较大变化时，水舱周期--船舶周期---波浪周期三者之间的调谐被打破，减摇效果变差，极端情况下，用户体验差，减摇水舱没有减摇效果。
一般情况下，减摇水舱的效果和以下因素相关：
01
水舱设计参数
1 水舱周期--船舶周期---波浪周期的匹配度，这是最关键的设计点，水舱内水流动的周期是相当困难的。尤其对于不规则形状的舱体。
2 阻尼：水舱内部的阻尼（来自格栅、挡板、波形舱壁等）大小至关重要。阻尼小虽然谐摇时有较高的减摇效果，但在谐摇区外的横摇幅值增加较多。水舱阻尼若选择不当，水舱的作用就得不到充分发挥，为了寻求最佳的阻尼，模型试验是必须的。
3 水量/水舱尺寸：水舱的结构尺寸决定了水舱装水量的多少，水量决定了减摇力矩的最大能力。水量不足，力矩不够；水量过大，会占用过多船舶舱容和重量，受水舱安装位置和高度的影响，同时兼顾减摇效果和水舱对稳性的影响等因素，水舱水量一般约占船舶排水量的2%-4%。
4 安装位置：船舶横摇时，水舱内的水从一舷流到另一舷，产生了稳定力矩，稳定力矩主要由水重量的移动产生，它取决于移动水的重量和移动距离。同时，当水舱高于船舶重心时，水移动时加速度产生的惯性力矩起着稳定作用，而水舱低于重心时，惯性力矩对船起扰动作用，降低了减摇效果。因此，水舱布置越高，减摇效果越高，其减摇效果越好。
02
船舶与航行状态因素
1 船舶横摇固有特性，如上所述，横摇固有周期是水舱设计的基准，一艘本身横摇周期很短的船和一艘周期很长的船，水舱设计考虑重点肯定不同。
2 船舶本身的横摇阻尼，船舶舭龙骨等船体自身提供的阻尼越大，对减摇装置的依赖就越小。
3 船舶装载状况的变化，满载 半载 空载等不同状态会显著改变船舶的重心高度、横摇惯性距和横摇周期，导致原本调谐好的横摇周期随装载量变化而变化，因而对于船舶装载量变化范围大的船舶，已设计好的减摇水舱，难以在所有装载状态下都保持高效。
4 航向与航速：船舶相对于波浪的航向角（顶浪、随浪、斜浪）和航速决定了船舶与波浪的遭遇周期。
03
外部海洋环境因素
水舱通常对规则波或窄带波谱的效果较好。实际海况是不规则波，包含多种频率成分，水舱只能对其中的某些频率成分有效，而对其他频率成分无效。
在小风浪中，减摇效果不明显（因为横摇本身就不大）。在中等风浪中船舶遭遇周期接近于船舶固有周期，按双谐摇原则设计的水舱减摇效果良好。在极端大浪中，水舱内的水可能冲击舱顶产生严重的噪声，建议此时关闭水舱。
04
控制系统性能
1 传感器精度可能会带来信号延迟等相关影响。
2 先进的控制算法能够根据实时海况和状态调整策略，以追求最优减摇效果。
3 阀门等执行机构的响应速度和精度必须跟上船舶横摇的变化，否则会产生错误的控制力矩。
总而言之，减摇水舱的实船应用效果是一个的“理论上简单，实际中复杂”的问题，其效果并非一个恒定值，而是随着装载、航速、航向和海况动态变化的。
编辑 | 甄政
审核 | 罗德红
