目标型数值水池认证指南2020

自标型数值水池认证指南2020

运动的相应数据或曲线。在整个数值模拟过程中应保持准确及稳定： （1）部分替代物理试验是能够进行海洋立管涡激振动/平台涡激运动预报； （2）整个虚拟试验过程是指项目概述、数据准备、模型构建、计算参数设置、运行计 算、结果输出、报告编制等全数值模拟周期； （3）准确是指数值水池预报结果满足工程设计或科学研究的要求： 4）稳定包括软件自身和计算结果的稳定，其中软件自身的稳定是指保证数值水池系 统本身运行时不崩溃不死机，而计算结果的稳定是指在质量体系管理下，虚拟试验由符合资 质的专业技术人员操作进行，在合理地设定计算参数后，计算应达到收敛而不发散

2.7.1.1软件系统集成的目标是，将各专业系统的数值水池软件，集成为统一的软件系 统，共享虚拟试验的输入数据和输出数据，并采用统一的质量管理监控标准进行软件开发和 集成： （1）各专业系统的数值水池软件系统，是指本指南涵盖的各数值水池软件系统： （2）集成为统一的软件系统，是指将上述各软件系统，集成为一个完整的软件系统， 统一管理运行； （3）共享虚拟试验的输入数据和输出数据，是指在集成的系统中，各专业数值水池的 软件系统，可实现输入数据和输出数据的共享； （4）统一的质量管理监控标准进行开发，是指各专业数值水池的软件开发过程，遵循 统一的软件开发质量管理标准； （5）统一的质量管理监控标准集成，是指在集成各专业数值水池软件系统时，遵循统 一 的软件集成质量管理标准

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3.1.1.1船舶快速性数值水池至少满足以下功能性要求： （1）基于三维粘流理论： （2）虚拟试验选取的模拟对象（船体、螺旋浆、附体等）几何模型应与实际几何模型 满足几何相似； （3）虚拟试验能结合模拟对象几何曲率变化和物理流场特性实现自动化最优网格划分； （4）虚拟试验选择的瑞流模型应充分考虑物理流场特性； （5）虚拟试验应具备较高的计算效率铆钉标准，并具备专家智慧辅助功能； （6）虚拟试验船体兴波形态与物理试验观测基本匹配； （7）虚拟试验在设计工况附近的结果与物理试验结果吻合良好； （8）螺旋浆散水虚拟试验在工作点附近的结果与物理试验结果吻合良好； （9）自航虚拟试验在设计工况附近的自航点转速、螺旋浆推力、扭矩值结果与物理试验结 果吻合良好

3.2.1船舶耐波性数值水池组成模块

第2节船舶耐波性数值水池

3.2.1.1船舶耐波性数值水池包括四项虚拟试验，分别为船舶运动虚拟试验、波浪增阻 虚拟试验、船舶横摇阻尼虚拟试验和上浪砰击虚拟试验。 3.2.2船舶运动虚拟试验功能性要求 3.2.2.1船舶运动虚拟试验至少满足以下功能性要求： （1）基于三维有航速势流理论开发； （2）虚拟试验选取的船体几何模型应与实际几何模型满足几何相似； （3）虚拟试验能结合模拟对象几何曲率变化和物理流场特性实现自动化最优网格划分： （4）虚拟试验应具备较高的计算效率，并具备专家智慧辅助功能： （5）船舶波浪中运动船体附近非定常兴波场与物理试验基本匹配； （6）基于船舶运动虚拟试验所预报的垂荡、纵摇、横摇运动及相对运动结果，与物理试

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3.2.3.1船舶波浪增阻虚拟试验至少满足以下功能性要求： （1）基于三维有航速势流理论开发； （2）虚拟试验选取的船体儿何模型应与实际儿何模型满足儿何相似； （3）虚拟试验能结合模拟对象几何曲率变化和物理流场特性实现自动化最优网格划分 （4）虚拟试验应具备较高的计算效率，并具备专家智慧辅助功能； （5）船波浪申运动船体附近非定常兴波场与物理试验基本匹配： （6）虚拟试验在指定海况下的波浪增阻预报结果与物理试验结果吻合良好。

3.2.4船舶横摇阻尼虚拟试验功能性要求

3.2.4.1船舶横摇阻尼虚拟试验至少满足以下功能性要求： （1）基于三维粘流理论算法开发； （2）采用强迫横摇/自由横摇方式实现横摇阻尼获取； （3）虚拟试验选取的模拟对象（船体、附体及海洋平台等）儿何模型应与实际儿何模型 满足儿何相似； （4）虚拟试验能结合模拟对象几何曲率变化和物理流场特性实现自动化最优网格划分 （5）虚拟试验应具备较高的计算效率，并具备专家智慧辅助功能； （6）虚拟试验选择的瑞流模型应充分考虑物理流场特性； （7）船舶横摇阻尼虚拟试验结果与物理试验结果吻合良好

3.2.5船舶上浪砰击载荷虚拟试验功能性要

3.2.5.1船舶上浪碎击载荷虚拟试验至少满足以下功能性要求： （1）基于三维粘流理论算法开发； 2）虚拟试验选取的模拟对象（船体、附体及海洋平台等）几何模型应与实体相似； 3）虚拟试验能结合模拟对象几何曲率变化和物理流场特性实现自动化最优网格划分： （4）虚拟试验应具备较高的计算效率，并具备专家智慧辅助功能； （5）虚拟试验选择的瑞流模型应充分考虑物理流场特性； （6）船舶上浪碎击载荷虚拟试验结果与物理试验结果吻合良好

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3.3.1船舶操纵性数值水池组成模块

第3节船舶操纵性数值水池

3.3.1.1船舶操纵性数值水池包括两项虚拟试验，分别为约束模虚拟试验、船舶自由自 航虚拟试验。 3.3.2约束模虚拟试验功能性要求 3.3.2.1约束模虚拟试验至少满足以下功能性要求： （1）基于三维粘流理论的船舶水动力导数算法开发，能够模拟斜航、纯横荡、纯摇首等 运动； （2）虚拟试验选取的船体及舵的几何模型应与实际几何模型满足几何相似； （3）虚拟试验能结合模拟对象几何曲率变化和物理流场特性实现自动化最优网格划分： （4）虚拟试验应具备较高的计算效率，并具备专家智慧辅助功能； （5）虚拟试验选择的端流模型应充分考虑物理流场特性； （6）虚拟试验得到的船舶受力结果与物理试验吻合良好，

拟试验。 3.3.2约束模虚拟试验功能性要求 3.3.2.1约束模虚拟试验至少满足以下功能性要求： （1）基于三维粘流理论的船舶水动力导数算法开发，能够模拟斜航、纯横荡、纯摇首等 ； （2）虚拟试验选取的船体及舵的几何模型应与实际几何模型满足几何相似； （3）虚拟试验能结合模拟对象儿何曲率变化和物理流场特性实现自动化最优网格划分： （4）虚拟试验应具备较高的计算效率，并具备专家智慧辅助功能： （5）虚拟试验选择的流模型应充分考虑物理流场特性； （6）虚拟试验得到的船舶受力结果与物理试验吻合良好。 3.3.3船舶自由自航虚拟试验功能性要求 3.3.3.1船舶自由自航虚拟试验至少满足以下功能性要求： （1）基于势流理论或粘流理论的船舶操纵运动水动力算法和MMG模型开发； （2）虚拟试验使用的船体几何模型应与实际几何模型满足几何相似 （3）虚拟试验能结合模拟对象儿何曲率变化和物理流场特性实现自动化最优网格划分 （4）虚拟试验应具备较高的计算效率，并具备专家智慧辅助功能： （5）虚拟试验得到的指定工况下的船舶回转试验结果（包括战术直径、定常回转直径 ）与物理试验吻合良好： （6）虚拟试验得到的指定工况下的船舶乙形试验结果（第一超越角、第二超越角、转 后时间）与物理试验吻合良好； （7）虚拟试验得到的指定工况下的船舶紧急停船试验结果（纵距、横距、迹程）与物理 吻合良好

3.3.3船舶自由自航虚拟试验功能性要求

3.3.3.1船舶自由自航虚拟试验至少满足以

（1）基于势流理论或粘流理论的船舶操纵运动水动力算法和MMG模型开发： （2）虚拟试验使用的船体几何模型应与实际几何模型满足几何相似； （3）虚拟试验能结合模拟对象几何曲率变化和物理流场特性实现自动化最优网格划分： （4）虚拟试验应具备较高的计算效率，并具备专家智慧辅助功能； （5）虚拟试验得到的指定工况下的船舶回转试验结果（包括战术直径、定常回转直径 从距）与物理试验吻合良好； （6）虚拟试验得到的指定工况下的船舶乙形试验结果（第一超越角、第二超越角、转 首滞后时间）与物理试验吻合良好； （7）虚拟试验得到的指定工况下的船舶紧急停船试验结果（纵距、横距、迹程）与物理 试验吻合良好。

3.4.1海洋平台运动与载荷数值水池组成模块

第4节海洋平台运动与载荷数值水池

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3.4.2.1正常作业海况平台运动虚拟试验至少满足以下功能性要求： （1）基于三维势流理论算法开发； （2）虚拟试验选取的平台几何模型应与实际几何模型满足几何相似； （3）虚拟试验应具备较高的计算效率，并具备专家智慧辅助功能； （4）平台附近波浪场模拟与物理试验基本匹配； （5）平台运动预报结果与物理试验结果吻合良好。

3.4.3极端海况平台运动虚拟试验功能性要

（1）基于三维粘流算法开发； （2）虚拟试验选取的平台几何模型应与实际几何模型满足几何相似； 3）虚拟试验应具备较高的计算效率，并具备专家智慧辅助功能； （4）平台附近波浪场模拟与物理试验基本匹配 5）平台波浪砰击载荷计算结果与物理试验结果吻合良好

3.4.4平台静水自由衰减虚拟试验功能性要求

（1）基于三维粘流算法开发 2）虚拟试验选取的平台几何模型应与实际几何模型满足几何相似 3）虚拟试验应具备较高的计算效率，并具备专家智慧辅助功能： （4）虚拟试验选择的瑞流模型应充分考虑物理流场特性； （5）平台静水自由衰减虚拟试验结果与物理试验结果吻合良好

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第5节螺旋奖空泡激振力数值水池

3.5.1切能性要求 3.5.1.1螺旋浆空泡激振力数值水池至少满足以下功能性要求： （1）虚拟试验选取的模拟对象（船体、螺旋浆）几何模型应与实际几何模型满足几何相 以； （2）虚拟试验能结合模拟对象几何曲率变化和物理流场特性实现自动化最优网格划分； （3）虚拟试验选择的瑞流模型应充分考虑物理流场特性； （4）虚拟试验应具备较高的计算效率，并具备专家智慧辅助以实现高度自动化； （5）虚拟试验螺旋浆空泡形态与物理模型试验观测结果吻合良好； 6）螺旋浆激振力虚拟试验结果和模型试验结果吻合良好。

3.6.1涡激振动虚拟试验功能性要求

第6节涡激振动/运动数值水池

3.6.1.1海洋立管涡激振动数值水池的快速虚拟试验至少满足以下功能性要求： （1）基于数据库和结构动力学响应理论开发； 2）可基于垂直立管模型，进行钢质海洋立管的涡激振动分析； （3）可进行海洋立管的模态分析，给出各阶的固有频率和振型； （4）可进行海洋立管涡激振动的频域响应计算，获得位移、速度、加速度等均方根结果 （5）海洋立管的涡激振动分析可给出横流向涡激振动的结果； 6）可进行海洋立管的多种边界条件模拟，如铰接、固支、弹性边界等。 3.6.1.2海洋立管涡激振动数值水池的精细虚拟试验至少满足以下功能性要求： （1）基于粘流理论开发： （2）可基于垂直立管模型，进行钢质海洋立管的涡激振动分析； 3）可进行海洋立管涡激振动的时域响应计算，获得位移、流体力等时历结果； （4）海洋立管的涡激振动分析可给出横流向和顺流向涡激振动的结果

3.6.1.1海洋立管涡激振动数值水池的快速虚拟试验至少满足以下功能性要求： （1）基于数据库和结构动力学响应理论开发； 2）可基于垂直立管模型，进行钢质海洋立管的涡激振动分析； （3）可进行海洋立管的模态分析，给出各阶的固有频率和振型； 4）可进行海洋立管涡激振动的频域响应计算，获得位移、速度、加速度等均方根结果 （5）海洋立管的涡激振动分析可给出横流向涡激振动的结果； 6）可进行海洋立管的多种边界条件模拟，如铰接、固支、弹性边界等。 3.6.1.2海洋立管涡激振动数值水池的精细虚拟试验至少满足以下功能性要求： （1）基于粘流理论开发； （2）可基于垂直立管模型，进行钢质海洋立管的涡激振动分析； 3）可进行海洋立管涡激振动的时域响应计算，获得位移、流体力等时历结果； （4）海洋立管的涡激振动分析可给出横流向和顺流向涡激振动的结果。

3.6.2涡激运动数值模拟功能性要求

3.6.2.1平台涡激运动数值水池的虚拟试验至少满足以下功能性要求： （1）基于三维粘流理论开发：

3.6.2.1平台涡激运动数值水池的虚拟试验至少满足以下功能性要求

（1）基于三维粘流理论开

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（2）可进行平台在不同吃水、不同海流方向作用下的涡激运动分析，给出运动响应、流 体力的时历数据； （3）可获得建立平台涡激运动幅值/立柱直径曲线（A/D曲线）所需的相关数据； （4）可对含螺旋列板的平台涡激运动进行模拟

3.7.1.1软件系统集成至少满足以下功能性要求： （1）数值水池软件开发应遵循的质量管理监控要求： （2）软件系统集成应遵循软件系统集成的必要性标准和规范； （3）软件系统集成应遵循软件系统集成的推荐性标准和规范： （4）软件集成系统的整体架构合理可行，能较好地集成各专业数值水池软件，具有良好 适应性和可维护性； （5）软件集成系统的数据管理架构合理可行，能满足各专业数值水池软件的数据管理要 具有良好的适应性和可维护性，

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4.1.1认证总则 4.1.1.1数值水池认证的申请方原则上应建立软件开发的质量管理体系并接受认证方 的过程审核。开发的软件应符合本指南中的功能性要求和认证衡准，根据认证程序进行认证。

4. 2. 1质量体系

4.2.1.1软件开发方应参照权威的质量管理体系文件建立自身的软件开发质量体系，并 申请认证方的审核，

4.3.1总体流程 4.3.1.1数值水池系统认证主要分两步实施，即数值水池系统各模块软件开发过程的质 管理监控和最终开发完毕的数值水池系统的认证。在申请方申请认证前，申请方应对最终 发完毕的数值水池系统进行自评，即按相关认证衡准要求的各项逐一自评后确认，并提交 认证方自评报告。 4.3.2质量管理监控认证 4.3.2.1按照认证方软件开发质量管理程序要求，数值水池认证的申请方应向认证方提 软件开发过程文件以供审核，具体文件清单见附录《数值水池认证操作手册》2.1章节， 证方根据《目标型数值水池认证指南》进行审核认证。 4.3.3数值水池系统认证 4.3.3.1对于最终开发完毕的数值水池系统，数值水池认证的申请方应向认证方提交软 （如适用）及相关文件以供审核认证方，具体文件清单见附录《数值水池认证操作手册》 2章节，认证方根据《目标型数值水池认证指南》进行审核认证

4.3.3.1对于最终开发完毕的数值水池系统，数值水池认证的申请方应向认证方提交软 件（如适用）及相关文件以供审核认证方，具体文件清单见附录《数值水池认证操作手册》 2.2章节，认证方根据《目标型数值水池认证指南》进行审核认证

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4.4.1船舶快速性数值水池认证衡准

4.4.2船舶耐波性数值水池认证衡准

4.4.2.1船舶运动虚拟试验认证衡准如下： （1）虚拟试验选取的船模应具有代表性，认证数量见附录《数值水池认证操作手册》 4章节； （2）虚拟试验选取的船体几何模型需与实体模型一致，包括几何形状、尺寸等要素； （3）虚拟试验策略性分析应涵盖计算域大小、网格类型、时间步长等：

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自标型数值水池认证指南V1.0

4.4.4.1正常作业海况平台运动虚拟试验认证衡准如下： （1）虚拟试验选取的模型应具有代表性，认证数量见附录《数值水池认证操作手册》 2.4章节； （2）虚拟试验选取的平台几何模型需与实体模型一致，包括几何形状、尺寸等要素：

且标型数值水池认证指南2020

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4.4.5螺旋浆空泡激振力数值水池认证衡

4.4.6.1海洋立管涡激振动数值水池的快速虚拟试验的认证衡准如下： （1）适用的海洋立管长径比（长度/直径）不小于1000，雷诺数不小于10°； （2）虚拟试验对频率和位移均方根的预报精度不低于公认的软件（如Shear7）的预报 精度； （3）虚拟试验的分析结果与相应模型试验结果对比，频率预报误差在20%以内，均方 位移预报误差在35%以内。 4.4.6.2海洋立管涡激振动精细虚拟试验的认证衡准如下： （1）适用的海洋立管长径比（长度/直径）不小于1000，雷诺数不小于10°； （2）虚拟试验对频率和位移均方根的预报精度不低于公认的软件（如FLUENT）的预报

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（3）虚拟试验的分析结果与相应模型试验结果对比，频率预报误差在15%以内，均方 根位移预报误差在20%以内。 4.4.6.3平台涡激运动数值水池的虚拟试验认证衡准如下： （1）适用的平台吃水深度与立柱直径之比（深度/直径）不小于10，雷诺数不小于10°； （2）虚拟试验对频率和位移均方根的预报精度不低于公认的软件（如FLUENT）的预 报精度； （3）虚拟试验的分析结果与相应模型试验结果对比，频率预报误差在10%以内，均方 银位移预报误差在15%以内

4.4.7软件系统集成认证衡准

4.4.7.1软件系统集成认证衡准如下： （1）各软件系统的开发过程完整，应具有这些技术文档： 软件需求分析报告、软件开发计划报告、软件需求与开发计划评审报告（如有时）、软件 开发外协合同（如有时）、软件需求与开发计划变更说明（如有时）、软件系统设计报告、软 件开发进度报告、软件开发的阶段评审报告（如有时）、软件测试报告、软件试用前的评审 报告、软件试用及完善报告； （2）在软件系统集成时，应具有这些技术和管理文档： 系统集成的必要性标准和规范、系统集成的推荐性标准和规范、软件集成系统架构设计 文档、软件集成系统数据管理架构设计文档、各软件系统集成过程质量监控管理文档； （3）软件集成系统运行测试和结果说明文档

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第5章数值水池认证及体系认证

第5章数值水池认证及体系认证

5.1.1定义 5.1.1.1数值水池体系是由一套成熟完善的质量管理体系、一批符合资质的专业技术人 员、一整套利用先进的水动力学理论模型和精细数值算法而系统化编制的高效计算软件所组 成的体系。 5.1.1.2认证系指对1.1.1（1）所指数值水池的认证或5.1.1.1所指的数值水池体系的认 证。认证程序符合附录《数值水池认证操作手册》

5.2.1认证说明 5.2.1.1本指南是旨在对数值水池体系各组成要素进行认证，具体认证细则见附录《数 《池认证操作手册》

5. 2. 1认证说明

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附录：《数值水池认证操作手册》

1. 1. 1目的 1.1.1.1本手册规定了中国船级社执行数值水池认证的具体要求和做法，并保证认证工 作质量。

.2.1本手册中所用定义

1.2.1本手册中所用定义如下

1.2.1本手册中所用定义如下

（1）认证申请方 申请中国船级社进行数值水池认证的单位或个人

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第 2 章 认证程序

2.1.1一般要求 数值水池认证主要分两步实施，即数值水池各模块软件开发过程的质量管理监控和最 开发完毕的数值水池系统的认证。

2.2.1质量管理监控认证

第2节质量管理监控认证

2.2.1.1对于软件开发和集成过程的质量管理监控认证，按照CCS软件开发质量管理 程序要求，认证申请方应提交下列文件给CCS以供审核： （1）软件需求分析报告； （2）软件开发计划报告； （3）软件需求与开发计划评审报告，含根据评审结果的修改说明（如有时）； （4）软件开发外协合同（如有时）； （5）软件需求与开发计划变更说明（如有时）； （6）软件系统设计报告； （6）软件开发进度报告； （7）软件开发的阶段评审报告（如有时）； （8）完整的软件测试报告； （9）软件试用前的评审报告； （10）软件试用及完善报告； （11）如涉及软件系统集成，需提交软件集成过程质量管理监控文档，包括：软件运行 环境标准；软件集成标准规范：系统架构设计报告、数据与接口规范、系统集成测试报告等； （12）软件用户使用手册。

2.3.1数值水池系统认证

第3节数值水池系统认证

第3节数值水池系统认证

2.3.1.1对于最终开发完毕的数值水池系统，认证申请方应按照“目标型数值水池认证 指南”的要求提交以下文件以供审核： （1）认证申请方的简介； （2）认证申请方信息表，见表2.3.1； （3）认证申请方人员资质说明，包含人员清单、人员满足认证申请方场所文件的管理要 求、专业人员资质（高工、研究员等）的证明等； （4）所使用相关硬件系统（包括专用设备等）的清单及此类硬件系统的操作指南： （5）提交认证的数值水池系统的自评报告，即按指南要求的各项逐一自评后确认； （6）提交认证的数值水池系统的计算原理报告：

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（7）提交认证的数值水池系统的计算认证报告，应涵盖以下内容：①数值水池系统计算 结果与物理水池试验的比对；②数值水池系统计算结果与国际公认软件的交叉比对（如有 时）；③数值水池系统计算结果与经本指南认证过的数值水池系统的交叉比对（如有时）。 （8）提交认证的数值水池系统的软件用户使用手册； （9）提交认证的数值水池系统的测试版软件（如要求）； （10）其他机构的批准/认可证明（如有时）。

表2.3.1认证申请方信息表

第4节颁发的认证文件说明

2.4.1颁发的认证文件说明 2.4.1.1认证文件型式与物理试验方式相关，物理试验方式包含模型试验和实船试验两 种。认证文件将标注数值水池系统的适用范围，如船型、尺度范围、航速范围和环境条件。 适用范围的具体界定由申请方提交的用于认证的除至少一条标模之外的物理试验样本决定： 对任意单一船型最低样本数不少于6艘（如适用）。 2.4.1.2满足模型尺度计算功能的数值水池认证标志定义为模型尺度数值水池，下属六 个数值水池模块，见表2.4.1。 2.4.1.3满足实尺度计算功能的数值水池认证标志定义为实尺度数值水池，下属六个数 值水池模块，见表2.4.1。

表2.4.1认证标志定义

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2.4.1.4按功能对“船舶快速性数值水池”模块细分，见表2.4.2。

2.4.1.4按功能对“船舶快速性数值水池”模块细分，见表2.4.2。

工程施工数据表2.4.2“船舶快速性数值水池”模块

2.4.1.5按功能对“船舶耐波性数值水池”模块细分，见表2.4.3

“船舶耐波性数值水池”

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2.4.1.6按功能对“船舶操纵性数值水池”模块细分，见表2.4.4。

表2.4.4“船舶操纵性数值水池”模块

注：1.“其他”是指除了斜航、纯横荡、纯摇首之外，约束模数值水池适用的其他预报功能 包括纯纵荡、横荡摇首耦合、纯横摇，以及支持带舵角、带横倾等，审核发证时按实际审核验 证适用的功能模块发证。 2.4.1.7按功能对“海洋平台运动与载荷数值水池”模块细分，见表2.4.5

注：1．“其他”是指除了斜航、纯横荡、 纯摇首之外，约束模数值水池适用的其他 包括纯纵荡、横荡摇首耦合、纯横摇，以及支持带舵角、带横倾等，审核发证时按 证适用的功能模块发证。

信息安全技术标准规范范本2.4.5“海洋平台运动与载荷数值水池”模块