追越情况下船间水动力干扰快速计算模型

在追越情况下,船间干扰力作用时间更长,危险程度相对更高,现有的船间水动力干扰模型较为复杂而不能在实际中应用。因此,为建立适用于航海实践的船间水动力计算模型,快速估算船间水动力干扰影响,对现有船间干扰力模型进行简化。首先固定两船横距,分别采用傅里叶、高斯以及正弦函数方法对已有试验数据进行回归拟合,通过系数优化及加入横距变化影响,得出一个仅依赖于船舶纵距与横距的船间水动力计算模型。对该模型进行验证,证明所得模型精度较高。

考虑船间干扰的双船操纵运动预报

选取DTMB5512和KCS船舶模型为研究对象,使用RANS方法进行双船相互干扰的数值模拟,并使用MMG模型和标准LOS方法(视线法)进行双船操纵运动的研究。通过网格敏感性分析验证了数值方法的可靠性。在静水中进行了不同航速、横向间距和纵向间距下船间干扰的CFD模拟,得到水动力干扰力和力矩。使用MMG模型分别进行了DTMB5512和KCS的回转运动模拟,并和试验结果进行比较。基于计算结果,应用标准LOS方法,建立了双船MMG模型。将DTMB5512和KCS分别设置为引导船和跟随船,并将首向角作为控制目标进行轨迹跟踪控制,得到不同航速、横向间距和纵向间距时双船操纵运动规律。

相遇条件下船间水动力干扰模型优化

现有的基于理论模型、半经验模型及经验模型的船间水动力干扰力和干扰力矩计算公式比较复杂,不适于驾引人员实际操船的应用。为快速、准确计算船间水动力干扰力和干扰力矩,帮助驾引人员迅速分析对遇条件下两船间的水动力影响情况,对Vantorre等人的船间水动力干扰缩尺船模试验中的一组船舶对遇试验数据运用不同的回归方法进行拟合,以优化得到一个相对精确、计算简单的船间水动力干扰计算模型。此模型可供船舶驾引人员迅速估计对遇条件下的船间水动力影响,在一定程度上可为驾引人员的操纵提供判断依据。

追越状态下船舶临界失控水动力干扰区研究

基于船舶操纵运动数学模型和船-船水动力干扰数学模型,提出了由于船间水动力干扰导致的船舶临界失控发生的条件,分析追越状态不同船舶横向间距、不同船舶速度以及不同水深吃水比等条件下船-船干扰力和力矩与船舶横向力、船舶舵力及力矩间的关系,研究船舶临界失控区的尺度,证明船舶临界失控水动力干扰区的存在,给出了船舶临界失控水动力干扰区随船舶横向间距、船舶速度及水深吃水比的变化规律.追越船转船力矩失控区在(-0.6～-0.5)L,追越船速度提高,临界失控干扰区尺度减小;被追越船干扰力临界失控区在(-1～1)L,转船力矩失控区域在船尾方向(-0.5～0.5)L.

三峡升船机成组船舶进厢水动力性能研究

以全平衡垂直升降为核心的三峡升船机,是目前世界上规模最大、运行条件最复杂、技术难度最高的升船机。在三峡升船机复杂的外部通航环境无法改变的情况下,轨道牵引系统无法安装布置。为提升三峡升船机的通过效率,提出采用推轮顶推的方式实现船舶进出船厢,但必须要面对成组船舶在上下闸首狭窄航道中的低速航行问题。文章主要围绕成组船舶进出船厢时在狭窄水道中低速航行的典型工况,考虑浅水效应、岸壁效应以及船-船间干扰等因素的影响,分析两船的水动力特性和船间干扰力情况,为后续升船机效率提升提供理论依据。

并排虚拟成组进闸方式

为提高三峡船闸通过能力,克服单船进闸时间长、效率低等不足,提出一种并排虚拟成组进闸方式,实现进闸船舶成组移泊,以缩短船舶进闸及移泊时间,并对考虑船间干扰影响的船舶进闸运动进行数值模拟,分析船舶进闸运动的安全性及要求。经三峡船闸试运行,验证并排虚拟进闸方式能有效提升三峡船闸进闸效率。