浅水航道船舶阻力计算方法研究

浅水航道会形成局部“堵塞”现象,易引发“伯努利效应”而使起船体下沉,航行阻力增大.极浅水深航道易发生触底,单纯运用船模试验方法,测试结果的精度难控制,文中运用数值计算与模型试验相结合的方法研究浅水阻力.以漓江航道反铲式挖泥船为例,利用深水船模试验验证数值计算方法的可靠性,运用经验公式确定各航速下的下沉量,再运用数值计算方法计算计入下沉量后的航行阻力,该方法可较准确估算浅水阻力.

浅水航道对遇两船的船行波数值模拟

船行波的大小直接影响到两岸的岸堤、护坡和船间效应,同时船行波的波形和波浪参数对航道宽度规划、护岸工程设计等也有着重要的参考意义。运用常用的计算流体力学分析软件STAR-CCM+,基于CFD技术构建了某水域电动游览船实船仿真模型,通过求解RANS数值方程并结合RNGκ-ε湍流模型、VOF多相流模型和6DOF运动学模型模拟分析了内河某浅水航道两艘电动游览船对遇的情形,对比分析了船行波的波形耦合及船行波对两船船体和岸堤的影响。结合6DOF与重叠网格模型仿真分析了对遇两船由驶近到驶离不同局面下两船的运动状况,研究了两船之间的船行波波高的变化。数值计算和模拟试验结果表明,船行波对小型船舶两船的船间作用干扰明显,船行波波高变化明显,船行波波形耦合响应逼真。研究结果真实、可靠,具有较高的使用价值,可为主管单位管理船舶、合理调度、保障通航安全提供有效数据支持和理论依据。

从河床特性与演变角度评长江中下游张家洲浅水航道的开发与整治

长江中下游张家洲河段属分汊河床，由“张家洲”江心洲将河床分为南港与北港。在枯水期南港与北港的诸浅滩水深不足３．８ｍ，严重影响航运。本文根据地理调查，近１００年来历史航道图的比较，航道水深的测量值，以及河床水力几何形态关系的分析，着重研究了张家洲浅水航道的河床演变与南北两港及其浅滩的河床水力几何形态，探讨的成果可作为张家洲浅水航道的整治以及长江中下游航道的开发规划与建设的参考。

船舶在狭窄、浅水航道船行波的数值模拟

针对狭窄、浅水航道船舶兴波问题,选择内河巡逻艇,基于CFD技术,应用重叠网格、两相流、自由表面、六自由度等物理模型和Realizable k-ε湍流模型,模拟分析了船行波波形耦合、反射生成的尾浪以及与岸边相互作用的拍岸现象,并对4.2m某巡逻艇在水深0.95m距离航道2m条件下航行时的升沉、纵倾等进行监测。研究表明,波形耦合、反射以及拍岸现象明显,浅水效应、升沉响应、纵摇响应逼真;兴波拍岸位置x/Lpp=1.392与x/Lpp=1.6130处拍岸波高为0.02373m与0.037065m。

沉管管段在浅水航道浮运中的下沉量预报

针对深中通道中沉管管段由于浅水效应产生的下沉问题,验证CFD仿真技术计算沉管管段水动力的精确性,获得标准管段在不同下沉位置与浮运速度下的阻力与下沉力,通过分析管段下沉方向的受力建立运动方程,计算下沉运动,并绘制下沉运动的时历曲线,得到管段在不同干舷与浮运速度下的最大下沉量,以此判断管段浮运的浮态,分析管段浮运速度,供工程应用参考。

浅水航道圆舭艇螺旋桨重载的分析

某圆舭艇在浅水航道中航行时,螺旋桨转速达不到设计转速,产生了螺旋桨重载现象。通过对"桨重"现象的原因分析,采取了合理的解决措施,达到了船东的设计要求。

浅谈内河浅水航道航行船舶动力推进装置设计

浅水航道航行船舶,其推进动力装置要经过优化设计,以确保船舶工作正常及航行安全。LT型推进器具有性能优异、机构精简、节省空间等特点,此外还能合理匹配和布置发电机组,在浅水航道中能充分发挥性能。本文以额尔古纳河拖轮的设计方案为例,对LT型推进装置的应用做详细分析论证,为内河浅水船舶动力装置设计提出新的思路。

浅水航道疏浚施工技术探讨

常规航道疏浚采用大型疏浚设备施工,对于海外浅水航道疏浚缺少有效解决方案。本文以巴哈马北阿巴科码头航道疏浚施工为例,介绍了采用方驳作为施工平台,配合挖掘机进行航道疏浚施工的方法,低成本地解决了外海浅水航道疏浚施工难题,为类似项目提供借鉴。

浅水航道对标准船模KCS的影响研究

基于流体软件STAR-CCM+,应用欧拉多相流、VOF波、6-DOF等物理模型和K-Epsilon湍流模型,分析了不同水深条件下KCS船模的阻力及粘性绕流场的特性。通过改变数值水池水深,比较了深水状态与浅水状态下的阻力差异;分析了浅水中船舶周围的粘性绕流场分布情况。研究发现:随着水深减小,浅水效应对船体阻力的影响显著,流速增大,压力降低,船体下沉,吃水增加,阻力增大;船体兴波波幅增加明显,作用面扩大,兴波阻力增大。

三峡工程对长江中游浅水航道的影响及对策

长江干线宜昌至武汉段是航运部门习称的中游,全长630千米。其中江口以上大部流经低山丘陵地区,江口以下全部为冲积平原。现行航道标准要求城陵矶以上水道航道水深达到2.9米,城陵矶以下水道要求达到3.5米。据历史与现实情况,上段宜昌至枝城有浅水道宜都水道一处,中段荆江有芦家河、枝江～江口、宛市、太平口、瓦口子、马家咀、陡湖堤、周公堤～天星洲、藕池口～石首～碾子湾、窑集老～监利～大马洲、铁铺、尺八口、八仙洲、观音阁14处。

内河浅水航道航行船舶动力推进装置设计

为保证内河浅水航道航行船舶的航速,就要对其动力推进装置进行优化设计,保证船舶的正常运行,确保船舶的航行安全。对内河浅水航道航行船舶进动力推进装置进行优化设计,必须保证船舶的动力推进装置具备性能良好、结构简单、占有空间小等特点,同时,还要具备对船舶发电机组进行合理配置、分布的特征。本文就从内河浅水航道航行船舶动力推进装置设计的方面进行研究分析,希望能够对其动力推进装置的设计提供帮助。

浅水航道船行波数值模拟研究

浅水航道船行波对于内河航运安全与航道维护存在诸多负面影响,近年来受到越来越多的关注。该文以水面扰动压强区域表达船舶航行影响,在浅水波传播的Boussinesq方程中引入压力梯度项,并据此改写开源程序COULWAVE代码以实现浅水航道船行波的数值模拟。通过对二维槽道和三维槽道等多个案例的模拟研究,再现了浅水航道孤立波现象,得到了船体前后船行波波态的完整信息,通过了模型试验结果的严格验证。研究结果证明了文中所采用浅水航道船行波模拟方法的应用有效性。

水流阻力对浅水狭航道船舶航行速度的影响分析

水流阻力会对船舶航行造成一定阻碍,在浅水狭航道内,水流阻力影响变得格外显著,为此提出水流阻力对浅水狭航道船舶航行速度的影响研究。在静止水域中,通过质点化分析方法,研究水流对船舶流向行驶以及渡河行驶的影响;流动水域中,使用力学分析框架,研究逆向行驶以及同向行驶水流阻力变化,通过力学坐标系,探究渡河过程中水流阻力的变化对船体造成的影响。试验结果表明,分析结果明确有效,并且分析结果的多样性为浅水狭航道船舶航行提供理论支撑。

浮泥层对船船干扰影响的数值计算

针对浮泥层对船船干扰的影响问题,通过求解RANS方程对浮泥水域中追越船与被追越船间的水动力干扰问题进行数值模拟.对比分析了有无浮泥时追越船与被追越船所受力和力矩特点,讨论了在浮泥水域中不同水深吃水比、富裕水深及航速比变化对两船所受力和力矩的影响.结果表明:浮泥层会扩大船船干扰的范围;追越船所受力和力矩及被追越船所受力矩各极值随富裕水深的增大而减小;水深吃水比一定时,追越船所受力和力矩各极值随浮泥厚度的增大而增大;被追越船所受力和力矩各极值随航速比的增大而减小;船尾散波发散角度随船速的增大而减小.

浅谈浅水道航行对船舶工况的影响

文章对浅吃水航道的定义进行了讨论,并对长江口浅吃水航道情况进行了介绍,总结了浅水航道对船舶航行工况的影响和注意事项。

漓江浅水反铲挖泥船总体设计研究

漓江属一类维护航道,枯水期缺水严重,航道维护工程量多,维护任务重。反铲式挖泥船更适合漓江航道疏浚维护。为了更有效的疏浚维护漓江航道需要研发适合漓江水域的浅水航道反铲式挖泥船。经过主尺度理论的计算,在初步确定的主尺度基础上,从尺寸取整的角度考虑,取垂线间长17.00m,型宽5.20m,总宽5.30m,型深1.10m。结合反铲挖泥船的作业功能,对本船总体布置进行分析,绘制了反铲式挖泥船总体布置图,并对本船的定位桩腿及系泊布置进行了分析,为类似的反反铲式挖泥船的总体设计提供借鉴。

具有首冲功能的300m^3自航耙吸挖泥船船型设计

介绍了一种适应于内河极浅水域疏浚的多功能作业的特种疏浚工程船及其船型设计特点。该船设计过程中克服了常规船不曾有过的种种难题,且在重量及浮态控制方面较常规设计经验有所突破,有较好参考价值。

新型耙吸挖泥船首部冲沙疏浚方式——“航浚20”耙吸挖泥船首冲功能介绍

从用户角度对一型用于张江超浅水域航道疏浚的特种挖泥船"航浚20"的作业方式以及作业装置的功能和实船试验进行了介绍,以试验数据说明了首冲装置结构的安全性和首冲疏浚方式的有效性。对从事航道疏浚及工程船舶设计领域的人员具有较好的参考价值。

沉管管节旁拖顶推时螺旋桨推力折损计算分析

考虑到沉管管节在浅水航道中浮运时,旁拖纠偏顶推时螺旋桨实际发出的推力会发生折损,基于RANS控制方程和SST k-ω湍流模型,应用滑移网格技术实现螺旋桨的旋转运动,数值模拟单条双桨前旁拖或尾旁拖在有横流浅水航道中顶推浮运管节时的流场;在旁拖垂直于管节顶推的情况下,讨论不同管节前进速度、不同横流速度和不同导管桨转速下的前旁拖和尾旁拖的推力折损情况,计算结果表明,单条旁拖的最大折损率为9.4%,说明实际预留20%~30%的补偿是充分的。