通航小尺度船模相似性问题

通航小尺度船模在港口及内河通航模拟研究中得到了广泛的应用,而相似问题是小尺度船模研究的重要环节。文中对通航小尺度船模几何相似、水动力相似、驾驶视角相似、时间比尺问题特别是操纵性尺度效应及修正办法进行了分析探讨,还对在港口及枢纽口门区等有限水域中船模试验应注意的几个问题及试验方法等方面的问题进行了讨论。

基于小尺度船模技术的小半径回头弯曲航道试验研究

回头弯曲航道流态复杂,严重威胁船舶通航安全。采用小尺度船模技术研究了枢纽通航,根据实船船型尺度参数、操纵性能指标,制作了实船的小比尺船模,进行了模拟实船航行的试验研究;选择小半径回头弯曲航道的航槽半径r=360、440、480 m及自选航线这4种船舶航行方案,研究了Q=1160、4000、6000、7550 m 3/s这4个代表流量工况下,船模航行的最大舵角R max、最大漂角D max、航速V等参数;综合评价了回头弯曲航道整治设计方案。结果表明:自选航线的船舶航行方案比其他3种预设航槽方案好;上、下行的航行难度随4种代表流量Q的增大而增大;指出了船舶通航难点,提出了最优航线和安全驾驶方式。研究结果可作为小半径回头弯曲航道整治的依据。

涪江吴家渡电航工程船模通航试验研究

采用自航小尺度船模技术,通过水工模型对吴家渡电航工程的通航条件进行了研究。试验结果表明,当Q≤3000m3/s时,该枢纽工程的通航条件满足Ⅴ级航道通航标准。试验发现,船队的航线和驾驶方式以及枢纽的运行方式对航行安全都有很大影响。建议枢纽建成后,通过设置航标等方法确保过往船舶顺利通航。

山区河流码头船舶靠离泊模拟仿真技术研究与应用

针对山区河流码头船舶靠离泊为低速、大回旋运动过程的特点,采用尺度效应修正的方法对小比尺船模进行操纵相似性率定,并在金沙江中嘴码头水工模型上进行仿真模拟试验。结果表明,小比尺船模模拟技术用于山区河流码头船舶靠离泊仿真是实用有效的,可为相关工程设计提供有价值的依据。

实验室小尺度自航船模发展现状及智能化趋势

实验室小尺度自航船模通常与水工/河工模型配合开展试验,通过分析船模航行过程中的轨迹与航行参数,来判断通航水流条件的优劣和实际船舶的操纵状态。因其具有理论基础,并能直观反映水流和船舶的相互作用,因此作为一种重要技术手段被广泛应用于水路交通的前期论证研究中。对实验室小尺度自航船模发展现状展开论述,分析其技术特点及存在的问题,并就上述问题对试验结果可能产生的影响深入剖析。结合试验装备智能化与信息化背景以及小尺度自航船模发展存在的问题,从船舶视角与操纵方式、船体感知系统、基于大数据的水域条件自动识别及智能航行等方面,探讨了实验室小尺度自航船模智能化发展趋势。

湘江近尾洲枢纽扩建工程一线船闸船模通航试验研究

为了设计出更为合理的船闸布置方案,对湘江近尾洲枢纽扩建工程一线船闸的原设计方案和修改方案的通航安全性进行试验研究。在水工模型的基础上,采用小尺度船模技术观察分析船舶在不同流量下的舵角、航速等通航参数。结果表明,修改方案布置比原设计方案布置更加合理,通航水流条件有所优化。在流量Q≤5210 m^(3)/s时,一线船闸上、下游航道的航行参数均没有超过相应限值,总体可满足1000 t自航货船(静水航速18 km/h)的通航要求。综合试验结果分析,建议一线船闸的最高限制通航流量为5210 m^(3)/s。

小尺度船模Z型试验数据的计算机分析

用小尺度船模研究内河通航问题,是当今航道整治研究中采用的一项先进技术,为了保证船模试验研究质量必须经常进行船模操纵性能率定,率定试验的组次常常高达数十组至数百组,这就使试验的后期分析工作量很大.以前分析都是用人工完成,效率低,精度差,而且容易产生误差.为此,需要采用计算机代替人工对Z形试验数据进行分析,以提高率定试验的精度和速度,从而保证船模试验研究成果的质量.

船体极限强度试验小比尺相似模型研究

基于薄壁梁理论推导了总纵极限强度试验的相似模型设计应该满足的条件,然后选取小相似比尺满足某实验室的加载条件,分别设计出某集装箱船的双层模型和单层模型.通过对三段形式模型的非线性有限元分析,验证实船与模型的中拱、中垂极限强度的相似性.相对而言,总纵极限强度试验更适合选用单层模型.

向家坝非恒定流对航道通航条件影响的试验研究

非恒定流对下游河道通航条件影响是向家坝工程实施时需要考虑的主要问题。传统的通航条件影响研究,不能全面准确反映航道水流条件和边界条件对船舶航行的综合影响以及船舶与航道水流条件的相互作用。利用小比尺船模测控技术,通过与实船相似性分析和操纵性能率定,试验研究向家坝非恒定流对下游河道通航条件的影响,结合试验研究成果定量分析主要影响因素,为向家坝工程方案的设计优化提供了科学可靠的数据基础。

基于小尺度船模技术在通航枢纽设计优化中的应用

通过对小比尺船模技术原理及特点分析,结合枢纽上下游的通航水流条件,展开对涪江冬瓜山航电工程及通航建筑物的优化布置方案的研究。结果表明:通航代表四级流量,500 t级船队上下行最大舵角均未超过船模试验安全舵角限值(25°),上行最小航速均优于船模试验安全最低航速(0.4 m/s)。冬瓜山枢纽船闸引航道、口门区及连接段,满足四级航道的通航要求。

通航拱桥防撞设施设计优化试验研究

随着三峡水库175 m蓄水运行,位于三峡水库常年回水区的桥区,通航宽度进一步变窄,水深增加,桥拱脚高程较低,船舶失控或走偏航道碰撞拱圈和立柱,极易导致拱桥垮塌,为防止此类恶性事件的发生,桥梁防撞装置的建设就显得尤为重要。以万州长江公路大桥为例,在桥梁防撞设施设计中,应用小比尺船模技术,对研究成果进行定量和定性分析,提出了船舶碰撞防撞带不同位置,碰撞后降速的变化规律和船舶碰撞防撞带不同位置可能性的变化规律,为设计方案优化提供了可靠的数据和理论指导。

基于船模的枢纽通航及码头靠离泊试验研究

传统的通航条件影响研究,不能全面准确反映航道水流条件和边界条件对船舶航行的综合影响以及船舶与航道水流条件的相互作用。利用小比尺船模测控技术,对大渡河沫水航电枢纽上、下游航道通航水流及上游码头靠离泊进行试验研究。结合试验研究成果进行定量与定性分析,提出枢纽上下游航道最高通航流量为4 500 m3s,为枢纽工程方案的设计优化及上游码头靠离泊方案的选取提供了科学可靠的数据基础。

中小型LNG船舶操纵性分析

分析"海洋石油301"3万m^3LNG运输船港内操纵性,以充分发挥出其优良的操纵能力,在合适的环境条件下取代拖船辅助,从而缩短靠泊时间、降低营运成本,发挥最佳经济效益。

考虑海洋生态损失的小规模船舶溢油应急收油机配置研究

沿岸小规模溢油事件发生频率较高、总量较大,会对海洋生态环境造成巨大威胁。因此应对其引起重视并针对其沿岸设立应急设备点,储备收油机等应急物资。对于沿岸小规模溢油事件,为确定其应急点收油机数量最优配置方案,在综合考虑溢油对环境的影响以及收油机折旧成本的基础上,通过多目标粒子群算法构建配置模型;根据决策者偏好选取最优的配置方案;以我国北方某码头海域为例分析模型应用效果,并给出该海域应急点收油机数量配置最优决策。