内河航道通过能力计算方法研究

引入交通流理论与船舶领域概念,将航道中连续行驶的船舶视为船舶交通流,对航道通过能力进行了研究。分别给出了航道理论通过能力、可能通过能力与设计通过能力的计算模型和计算方法。对影响航道通过能力的主要因素进行了分析,认为航道等级、船舶吨位、畅行速度、船舶领域尺度是决定航道通过能力的关键因素,水文气象条件、夜航条件以及船舶实载系数影响航道可能通过能力。针对船舶到达航道的不平衡性及其日交通量概率分布规律,提出选取设计交通量的原则和方法,论述了根据航道服务水平确定设计通过能力和航道规模的设计思想。     

基于冲突技术法的主路优先交叉口通行能力研究

在分析主路优先交叉口交通特性的基础上，确定交通流优先等级，引入冲突技术法构建通行能力模型。以442型交叉口为例，给出不同车道布局形式下的通行能力计算模型。通过实例分析，给出了模型中各参数的建议值，并验证了模型的有效性。     

水上交通冲突技术在船舶定线制警戒区中的应用

针对以分道通航制为主的船舶定线制没能很好地解决各主要交通流汇集区域的船舶会遇问题,结合船舶定线制航道交叉口与道路平交路口的相似性,引入交通冲突相关研究方法,并将其与水上交通已有的概念结合,进行船舶定线制警戒区的安全研究.通过船舶定线制航道交叉口交通流冲突的研究,对局部水域的安全状况进行评价,寻找改善措施,减少警戒区交通冲突的发生,降低事故率,减轻事故严重程度,从而改善船舶定线制交通流复杂水域交通安全状况,并为优化船舶定线制的设计方案提供参考.     

船舶航行中快速疏散路径规划算法设计

传统船舶快速疏散路径模型对船舶航路交叉口限制不足,整体疏散速率较慢,为此提出船舶交通疏散路径规划算法。以船舶和航路为研究实体,以节点表示交叉口建立船舶疏散路径模型;以消散船舶路径冲突点为目标,建立目标函数,设置各变量界线。最后建立EERP算法,确定输入变量,根据目标函数界线执行路径计算,实现船舶疏散路径规划。仿真实验表明,与传统路径规划模型相比,该规划算法船舶交通冲突率降低27.4%;无阻疏散距离提高47.5%,有效提高了船舶交通疏散效率。     

海船顺流强行穿越长江主航道驾驶技术探讨

以长江江苏段为例,讨论海船顺流强行穿越长江主航道小型船舶流进锚地的驾驶技术问题.归纳海船穿越小型船舶流进锚地的航行环境特征,分析顺流强行穿越主航道小型船舶流的重要情形条件、操纵过程及控制要点,并运用数学定量计算方法论证海船顺流强行穿越时的速度、航向控制等问题,得出海船顺流强行穿越长江主航道小型船舶流的驾驶技术要领.     

考虑多因素的工程船穿越航道时间计算模型

为指导作业工程船安全穿过航道内船舶流,以船舶自动识别系统(AIS)获得的航道内运输船舶的位置、速度、类型等数据为基础,考虑水流、工程船穿越角度及安全距离对工程船穿越船舶流所需时间的影响,通过数学模型计算工程船的穿越时间。运用MATLAB软件验证模型的有效性,确定该模型可以为工程船穿越航道内船舶流提供时间选择,还可以为船舶交汇水域的交通规划和管理提供技术支持。     

船舶破舱后排水施救能力的确定

建立了船舶破舱瞬时进水量速度的计算模型。考虑不同装载状态下对船舶破口的大小及其位置进行计算，给出了船舶下沉、纵倾后达到新的平衡水线乃至沉没所需的时间及进水量速度的变化规律。提出破舱临界渗透率的概念，明确船舶破舱后进水量速度的变化规律。通过比较、分析船舶破舱进水量速度与船舶排水设备能力的关系，确定船舶抗沉施救能力的可行性。为驾驶员迅速判断船舶破舱后的安全性及如何采取安全、合理的施救措施提供理论依据。     

超大型自航抓斗挖泥船作业流程载荷分析

以大型自航抓斗挖泥船为研究对象,建立相应的水动力计算模型。主要研究抓斗挖泥作业不同阶段下船舶运动、锚泊线受力情况以及其随不同环境载荷的变化规律,为船舶安全作业提供依据。研究结果表明,船舶在抓斗旋转和卸料时最为危险,船舶横荡、横摇及各锚泊线张力受其影响很大,实际作业时应尽量保持迎浪状态,进而确保船舶作业安全。     

中英规范中船舶系缆力计算比较

为研究中英两国规范中船舶系缆力计算的差异,对比JTS 144-1—2010 《港口工程荷载规范》和英标BS 6349-1:2000,针对不同船型及风(流)向角的船舶系缆力进行比较分析。结果表明,集装箱船国标的风压力计算值要小于英标,而油船则大于英标;集装箱船国标的水流力计算值要小于英标;油船仅在流向角为90°时国标计算值大于英标,其他流向角时则小于英标。可为海外工程设计提供参考。     

基于参数化船模的静水力计算

船舶静水力要素全面表达了船舶浮性和稳性随吃水而变化的规律,能够综合反映船舶的静力性能。传统的二维计算方法过程较为繁琐,且计算结果精度受横剖面个数的影响。本文应用数学型线法和三维参数化建模方法,快速生成船体型线,精确构建附带属性和边界条件的船舶三维模型,通过对CATIA软件进行二次开发,将三维设计和静水力计算有效集成,提出基于船舶三维参数化建模的静水力计算方法,可以直接计算和获取其静水力要素,操作简单,结果可靠,具有较强的实用性。     

基于时-频域联合计算的打桩船施工作业窗口计算

提出一种基于时-频域联合计算方法的打桩船横摇和抱桩器处垂荡运动幅值分析方法，以及打桩船作业可行性评价流程和方法。该方法能避免在时域下进行极为耗时的浮体动力学方程求解，克服全频域计算中对高斯谱型的依赖，可应用在开敞外海多峰谱型波浪条件下的计算中。通过对比发现，采用时-频域联合计算的船舶运动响应与全时域计算结果较为接近，证明采用时-频域联合计算方法计算船舶3个垂向自由度的运动时，忽略非线性的悬链线系泊系统是可行的。此外，采用基于时-频域联合计算和基于加权平均的打桩船作业可行性判定方法对目标海域的各月理论可施工窗口比例进行计算。     

动力定位船闭环电网故障穿越功能实现方法探究

为更好地实现动力定位船舶在运营过程中的节能减排,越来越多的动力定位船舶在电站设计中选择使用闭合母联型电力系统。ABS、DNV·GL、CCS等船级社均在规范或指南中提出闭合母联型电力系统的设计检验要求,其中低电压故障穿越能力是各船级社对闭环电网可靠性考核的重点之一。文章由各船级社对动力定位船舶闭合母联型电力系统的规范要求入手,结合计算机仿真实验分析电力系统故障穿越功能的设计要点,并在此基础上对该功能的实现方法进行探究。     

基于局部密度的宁波舟山港条帚门航道交通流特征分析

为提升条帚门航道通航能力,借助局部密度和数理统计方法,分析条帚门航道船舶类型、位置、航速和密度等空间分布特征以及分析船舶流量时刻、日变化的时间特征。结果表明：船舶以码头、主航道为依托,高度集中于水深条件良好的深水航道,货船数量占大型船舶总量的69.35%,小型船舶以工作船为主,占40.34%。条帚门航道船舶速度以中低速为主,尤其是货船和油船,较高速度的船舶主要是集装箱船、工作船和客船。小型船舶活动随时间变化明显,呈现“日出而作,日落而息”的状态,大型船舶活动对时间变化不敏感。条帚门航道交通量日分布中,大型船舶数量是小型船舶数量的2～3倍。该结论对提升条帚门航道通航能力具有参考意义。     

港口公共航道船舶通过能力的计算模型研究

在深入研究港口公共航道船舶交通流特征和船舶行为特征的基础上,提出了船舶航行领域、船舶穿越领域和船舶汇入领域概念,并以此为基础建立了多源汇入汇出条件下港口公共航道通过能力一般计算模型。该模型不仅能反映航道属性、船舶属性和船舶交通流基本参数对航道通过能力的影响,也能反映船舶行为对航道通过能力的影响。     

近海风电设备安装船型线设计和优化研究

采用计算流体力学(CFD)方法对某近海风电设备安装船进行型线设计和优化,在满足排水量和布置要求的条件下,比较分析多个型线设计方案,通过参数化建模,生成一系列船舶型线,以兴波阻力最小为目标,选取船体艏部3个特征参数应用遗传算法等优化手段实现船舶型线的优化,应用RANS粘性流方法进行船型阻力预报,结果显示该方法能够有效地应用于船舶型线设计和优化.     

小流向角下的30万吨级油船水流力试验

现行的《港口工程荷载规范》没有体现出小流向角对船舶水流力的影响,而船舶水流力的变化与流向角及流速密切相关。为精细化研究小流向角及流速对系泊船舶的作用力影响规律,基于物理模型试验,研究流速为1. 0、1. 5、2. 0 m/s,流向角θ为0°～15°的条件时30万吨级油船的船舶水流力的变化规律。结果表明,纵向力和横向力均随着流速的增大而增大;当流向角θ为0°～15°时,纵向水流力与使用规范公式的计算结果吻合较好,横向水流力的试验结果约为计算值的2倍。     

计算船撞力选择撞击速度时考虑墩位流速的方法

进行桥墩防撞设计时,船舶撞击速度是计算船撞力的重要参数之一,它直接影响到船撞力的大小和桥梁的设防标准。本文在分析各国船舶撞击桥墩的速度选取方法的基础上,研究了实际发生船撞时的速度和船舶偏航时船撞速度沿横向的变化趋势,指出了目前世界各国使用的5种方法存在的不足,提出了考虑船撞速度沿桥轴线方向的分布及船舶意外失速等因素综合影响下的撞击速度的计算方法。通过在安庆长江铁路大桥船撞研究中的应用实例,说明按照各桥墩所在位置选取的不同撞击速度计算船撞力的方法较为合理,可作为防船撞研究和设计的参考。     

船舶倾斜时液货舱槽型舱壁对液舱容积的影响

本文叙述了船舶液舱液面倾斜后相对于液面水平时槽型舱壁对液舱容积的影响,通过实例计算看出误差的百分比,并提出了计算时用移动槽型舱壁理论线来减少误差.     

非对称半潜式起重平台流载荷数值分析

基于计算流体力学(CFD)软件FINE/MARINE对非对称半潜式起重平台的流载荷进行了研究,完成了流向角0°～360°(间隔15°)共计25种工况下平台流载荷的计算。重点对流载荷随流向角的变化规律、载荷系数及平台附近流场分布等特性进行了研究。结果表明,在来流速度相同的情况下,流向角变化对平台周围流场分布有较大影响,60°流向角时平台的流载荷最大。通过平台在自由面上的流场分布,可以分析流载荷的变化规律。     

船舶进出港安全时距对沿海散货港区航道通过能力的影响*

沿海散货港区规模化以及散货船舶大型化的趋势对航道航行安全性以及航道通过能力提出了更高的要求.船舶进出港安全时距作为控制同向进出港船舶尾随时间的安全参数,是影响沿海航道通过能力的因素之一.基于港口船舶航行作业系统,利用Arena仿真软件构建模型,研究不同条件下安全时距对沿海散货港区航道通过能力的影响,并将其应用于实例分析.仿真试验结果表明:安全时距与航道通过能力之间呈负幂函数关系;安全时距对双向航道通过能力影响程度更为显著;货物流向变化对二者的敏感关系影响并不明显;单线航道受安全时距的影响程度随通航历时的增加呈递减趋势.