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。     

大型油轮水流力试验研究

大型油轮的水流力是开敞式深水码头设计中的重要参数之一。分别对JTS 144-1—2010《港口荷载工程规范》、OPTIMOOR计算软件、英国BS 6349规范、石油公司国际海运论坛《系泊设备指南》以及MIL-HDBK等5种船舶水流力计算方法进行对比分析,并通过物理模型试验进行验证。研究结果表明:我国现行《港口工程荷载规范》关于船舶水流力的计算公式当15°<θ<165°时与试验结果相差较大,而国外规范计算结果与试验结果符合较好。因此,建议船舶水流力的纵向分力采用英国BS6349规范计算,横向分力采用OCIMF《系泊设备指南》中的公式来计算。     

国内外系缆力计算方法的对比研究

为了了解国内外系缆力计算方法的不同,结合某工程实例,对比了国标和英标中风荷载、水流力和系缆力的不同。又用OPTIMOOR系泊分析软件进行数值模拟,通过与两种标准计算得到的系缆力进行对比,得出国标的系缆力计算结果更接近实际值,英标偏保守。也证明了OPTIMOOR数值分析是计算船舶荷载的一种有效的手段。     

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。     

船舶所受水流力国内外规范对比分析

码头结构设计和系船柱选型以船舶系缆力为重要条件,而各国规范中的船舶系缆力计算方法不尽相同。针对船舶所受水流力的计算方法差异,选取中国JTS、西班牙ROM、OCIMF指南、英国BS 6349共4种常用码头结构设计规范进行对比,并以30万t油船为例进行水流力的计算和分析。结果表明：1）各国规范对于船舶所受水流力的计算公式、相对水深比、设计流速、适应范围等均存在一定差异;2）对于30万t油船,ROM计算所得的船舶所受水流力最大,BS 6349最小。结论可供类似工程设计参考。     

大型液化天然气码头的系缆力分析

大型专业化液化天然气码头系泊作业安全问题，特别是液化天然气船在风、浪、流作用下的系缆力分析，越来越受到、码头建设和管理方的关注。结合某工程实例，应用国际上著名的系缆力分析软件OPTIMOOR，计算船舶风荷载、水流力及波浪引发的船舶运动量，对风、浪、流综合作用下船舶的系缆力进行分析，并对比不同泊位长度对系缆力的影响。     

大型沉井浮运阻力研究

利用计算流体软件FLUENT对大型圆形铜沉井浮运时受到的水阻力进行数值计算，得到了不同流速不同吃水工况下沉井外壁和沉井总体的水流力；并将FLUENT计算结果与经验公式估算结果比较分析，验证了经验公式中只规定外壁为挡水面积是不合理的。在实际浮运中沉井内壁也受到了较大的水流力，并且不可忽略。依据FLUENT数值结果对经验公式进行修正，修正后的公式考虑了内壁受到的水流力，可更准确地估算大型圆形沉井浮运时的水流力。此修正经验公式可为工程实际提供参考。     

国内外船舶水流力计算方法对比

针对船舶水流力计算中引用规范的范围不全、版本更新和船型应用局限等问题，选取中国、英国、美国以及OCIMF（石油公司国际海事论坛）4种现行主流行业规范进行分析研究，并以2万吨级杂货船为案例进行计算对比分析。结果表明：各国行业标准计算原理、表达形式和实例计算结果均有较大差异，美国规范考虑因素相对全面合理，英国规范在易用性方面有一定优势。横向和纵向分力曲线分布呈不同的规律。建议根据适用船型、船舶数据的翔实程度、主流向角和管理要求等因素合理选用上述计算方法，有条件时采用数值模拟方法。     

基于泊稳条件阈值的输水系统内消能工优化研究

以南阳市唐河复航工程中水台子枢纽船闸新建工程为背景,通过建立1:30船闸输水系统整体物理模型,针对船舶停放于上闸首闸室连接段时出现的船舶系缆力超标问题进行试验、优化研究。研究成果表明：(1)双列船舶并排停放时,试验代表船舶所受前横向系缆力不满足规范要求;(2)设计方案下当船舶双列并排停放于闸室上游段时,船艏位于出水明沟正上方,出流剩余能量大且出流后水流扩散不充分,使得船舶所受前横向系缆力过大,结合试验各项水力指标,提出通过在上闸首闸室连接段双出水明沟内增设消力槛的优化措施;(3)优化方案中消力槛的设置,有效改善了船闸上闸首出水口水流条件,降低了试验代表船型所受各向系缆力;(4)优化后的船闸输水系统基本满足设计、规范要求。     

大型椭圆墩式码头波浪力计算与试验分析

椭圆墩式码头为一种较为新型的墩式码头结构形式，目前水运工程相关规范对大型椭圆墩式码头的波浪力计算等尚不完全适用。基于水运工程规范中墩柱波浪力计算理论，结合工程案例和试验数据进行对比研究。结果表明：1)对于大型椭圆墩式码头，小尺度桩体横向波浪力实测值小于计算值，大尺度墩体纵向波浪力实测值大于计算值。2)对于小尺度桩体，水运规范计算方法不能反映边墩与中墩的波浪力差异，边墩横向波浪力实测值略小于中墩。对于大尺度墩体，规范计算不能充分反映出边墩和中墩的纵向波浪力差异。3)对于重要工程，建议波浪力以物模试验结果为准。