兼顾开敞水域航行减阻的极地油船首部优化

极地船舶的航行水域包括冰区和开敞水域,其设计优化需要兼顾开敞水域和冰区两方面的航行性能.文中建立了基于近似模型的船型优化方法,并以一艘极地油船为对象,在保证破冰能力的前提下,以降低船舶开敞水域航行阻力为优化目标,通过建立阻力近似模型开展首部线型优化.优化船型在设计航速下,开敞水域的船模总阻力和实船有效功率分别降低了5.08%和8.27%,且其排水量等主要参数基本保持不变,破冰性能略有提升.优化方法能够有效考虑流场细节,提高优化质量,并可以兼顾极地船的破冰性能和开敞水域航行性能,提高优化船型的工程适用性.

开敞水域中航槽流场的数值模拟

建立了一个模拟开敞水域中航槽流场的平面二维数学模型．利用该模型计算得到的流速分布与袁美琦、李安中等人试验值相吻合，并计算了相当于天然情况下（各种水深、挖深比及航槽与水流的不同交角）的流场，得到了各种航槽与水流交角、不同挖深比的航槽流速折减系数变化规律图，及各种航槽与水流交角、不同挖深比的航槽中流向与航槽轴线交角的变化规律图，为开敞水域中航槽选线设计提供了依据。

开敞水域斜跨挖槽内的流速折减规律研究

本文根据水槽试验,并通过连云港外海航道模型试验及国外资料验证,求得在海区、河口开挖航槽后在潮汐、椭圆流作用下,水流跨过挖槽后引起的流速、流向的变化规律,提出了挖槽轴线、上边坡等处垂线平均流速公式,表明了槽内流速的折减与挖槽深度、来流交角和挖槽边坡等主要因素的关系。由此,可指导挖槽定线,并根据流速折减值预测挖槽的泥沙回淤强度,判断挖槽的稳定性。

半无限开敞水域船舶水动力系数问题研究

在解决三维浮体靠泊的水动力问题时,正确处理浮体和壁面之间的相互作用是分析计算的关键所在。运用边界元法和叠加格林函数法对箱型浮体的靠泊问题进行求解,通过与SESAM软件对比分析浮体水动力系数的结果,验证这种方法编写的程序计算结果的精确度。并通过改变浮体与壁面之间的距离,计算壁面对三维浮体的影响,并对计算结果进行分析。

基于遗传算法的开敞水域帆船航线规划

鉴于帆船在离岸航行时仅凭船员经验无法获得长距离最优航线,基于相关航线规划的研究,考虑风场的不均匀性对航线规划的影响,以航行时间最短为目标,建立开敞水域帆船航线规划模型,并设计具有自适应性的遗传算法进行求解。以一艘28英尺的单体龙骨帆船为例验证了模型的可行性和算法的有效性。

外海开敞水域码头结构新型式

介绍一种适应于外海开敞水域的新型码头结构型式———嵌岩导管架码头结构的特性、设计要点以及工程实践情况。

外海开敞水域码头结构新型式

介绍一种适应于外海开敞水域的新型码头结构型式———嵌岩导管架码头结构的特性、设计要点以及工程实践情况。

开敞水域半潜船初稳性高度限值的确定

利用横摇与垂荡两个自由度的船舶运动方程模拟半潜船在船长等于波长、遭遇频率为2倍横摇频率情形下的非线性横摇情况.研究发现,零航速的半潜船在理论上也能发生参数横摇.针对这一发现,基于参数横摇第一层薄弱衡准要求,提出开敞水域半潜船初稳性高度限值的判别式,并进行案例计算.结果表明,该判别式简便合理.

开敞性水域水流三维数值模拟

针对开敞性宽浅型水域的水流结构特性，以静压假定建立垂向水深无量纲水流运动三维计算模式，并引入ｋ－ε紊流模型求解垂向紊动粘性系数νｚ．连云港实例计算表明，模式计算结果合理、精度高．

在开敞浅水域中航行富裕水深的确定方法

利用浅水流体动力学、船舶在波浪中运动理论、船模试验数据和船舶操纵理论 ,为船舶在开敞浅水域中航行提供合理确定富余水深的方法。

开敞式液化天然气泊位平面布置优化

以唐山港曹妃甸港区某液化天然气码头为工程实例,结合工程区域风况、潮流、波浪等自然条件,采用物理模型试验和数值计算相结合的方式,对开敞水域液化天然气码头的码头走向、泊位长度、系缆墩布置进行优化设计,确定最优总平面布置形式。成果可为类似项目提供借鉴。

超大型船舶在浅水域中下沉量与富余水深的探讨

近年来,越来越多的超大型散矿船挂靠中国港口。这些散矿船大都起航于澳大利亚、巴西、南非港口,通过MALACCA海峡、SUNDA海峡和LOMBOK海峡等通航要道抵达中国沿海。此类船舶在浅水域航行中普遍面临着吃水受限、水深不足的问题,在操纵时必须充分考虑船体下沉和富余水深。此文根据船舶操纵理论并结合笔者多年在超大型散矿船任职的工作经历,对超大型散矿船在浅水域中的船体下沉和富余水深等问题进行探讨,可供航海人员参考。

马迹山矿石码头三期工程水域平面布置

本工程位于外海岛礁地区,潮流强劲,流态复杂,具有显著的三维特征,对码头建设极为不利。如何归顺水流,从而满足大型船舶安全通航和系靠泊要求,是本工程水域总平面布置的关键技术问题。通过对建港条件的深入分析,结合潮流模型试验研究,开创性地提出将导流设施和水工结构结合的布置方案。结果表明,该方案导流效果良好,可从根本上解决三期工程平面布置码头系靠泊难题,同时也为类似海域条件下的岸线开发建设提供参考。

基于高阶Rankine源法的波物相互作用完全非线性模拟

采用开敞水域模拟技术和速度势分离技术,基于高阶Rankine源边界元法,在圆域内建立波浪与结构物相互作用的完全非线性数值模型。采用直接计算法求解柯西主值积分,解决速度势法向导数的奇异积分问题。采用混合欧拉-拉格朗日法追踪自由水面,采用跟随式网格技术和曲面网格重构技术捕捉并模拟瞬时自由水面和船体湿表面网格单元。利用该模型对直立圆柱的绕射问题以及具有复杂曲面的Wigley型船的完全非线性水动力响应问题进行模拟。数值模拟与试验数据吻合良好,证明数值模型对非线性波浪与复杂曲面结构船体相互作用的适用性,可为完全非线性波物相互作用问题的相关研究提供参考。

航行要素对坞舱水深分布及船尾流场特性的影响

带坞舱船舶作为一种相对较为特殊的船型,主要通过沉浮作业将坞舱与外界水域直接相连,达到快速进出舟艇、车辆的目的。正是因为其湿坞作业时会形成半开敞水域,当母船以一定航速前进时将对坞舱内水深分布和坞舱口尾流区域产生明显的影响,需要事先进行预报评估避免因水深估计不足造成内部舟艇搁浅、碰顶等问题的发生。通过建立带尾跳板及坞舱的母船几何模型,并引入螺旋桨体积力法考虑螺旋桨对尾流场的影响,开发螺旋桨转速自适应调节程序,形成带坞舱船舶匀速运动数值仿真模型。研究不同航速及尾跳板攻角下舱内水深分布及船尾流动情况,开展半开敞水域水体流动特征机理分析。数值仿真结果表明:坞舱内水体运动达到稳定后的水位低于平均自由面;母船航速越高舱内水位越低;跳板攻角越大舱内水体稳定性越差。研究成果能为带坞舱船舶的设计提供参考,同时为浮式装备进出坞的作业安全性评估提供技术手段。

宁波港LNG船舶航路安全水深的确定

分析国内外相关文献中有关船舶下沉量和富余水深的影响因素,结合宁波港附近水域的通航环境特点,建立适合本工程海域LNG船舶航行所需安全水深的计算模型;利用Matlab软件对几种下沉量计算公式进行对比分析,确定能够充分保证航行安全的下沉量计算公式。根据建立的安全水深计算模型,提出LNG船舶在不同航速情况下所需安全水深建议值。

导读

洋山深水港区的开发建设举世瞩目，开创了我国乃至世界建港史上在高流速、高含沙量海域、离大陆30km的外海孤岛建设大型集装箱港区的先例。工程自然条件之复杂、工程量之大、工期之短、技术难度之高实属罕见。工程建设突破了多项关键技术难题，形成了外海深水开敞水域孤岛建设大型港口工程设计施工成套技术，全面提升了我国筑港科技水平。本期“洋山港深水建港技术”值得一读，这些技术创新具有广阔的应用前景。

宝钢马迹山矿石码头二期工程总体布置

马迹山港区地处外海开敞式水域,自然条件复杂,港区的总体布置是工程设计的关键内容。介绍马迹山港区二期工程总体布置所考虑的主要因素、平面布置的方案要点以及后续工程设想等,可供类似工程设计时参考。

码头桩基阻流设施效果潮流物理模型试验研究对比分析

马迹山矿石码头三期工程位于外海岛礁地区,潮流强劲,流态复杂,横流较大。通过开展定床清水潮流物理模型试验,研究了“背靠背”方式布置的卸船码头和装船码头之间布置阻流桩对改善水流流态的效果。研究结果表明,通过在码头桩基之间增加阻流设施的阻流桩明显改善了码头前沿的流态,背流面码头前沿流速减小明显,横流减小明显,起到了归顺码头前沿水流、减小横流的预期效果,也为类似海域条件岸线的开发建设提供参考。