浅狭航道中船舶操纵性能的预报仿真

利用深水平面MMG船舶操纵运动数学模型,通过浅水修正和岸壁效应近似建立了船舶在浅狭航道中操纵运动数学模型,针对M ariner船开展了浅狭航道中的操纵运动预报,探讨了直航状态下浅水及岸壁效应对船舶运动轨迹和航向的影响,仿真结果能够为船舶在浅狭航道中的操纵与控制提供参考。     

天津港主航道的岸壁效应

结合岸壁效应的特点,通过实际案例,分析天津港主航道水域船舶发生岸壁效应的成因及其对船舶操纵的不利影响,并提出相应的预防和应对措施。     

航海模拟器中岸壁效应的计算方法

狭水道及岸壁效应是对船舶操纵有着重要影响的外界因素,在航海模拟器中,如何很好地模拟船舶在狭水道和近岸航行时在操纵上所受到的影响一直是模拟器研究的一个重要课题,通过对实船试验得到的数据进行分析,针对运河或狭水道对船舶操纵的影响,提出一种在航海操纵模拟器中准确、简单的模拟狭水道及岸壁效应对船舶操纵影响的计算方法。     

大型重载船舶在受限水域操纵中若干问题探讨

大型重载船舶航行在受限水域,不仅缩小了可航水道的宽度,并且富余水深小,浅水效应与岸壁效应明显,增大了操纵难度.此文结合水深、航道宽度等影响因素,阐述了大型重载船舶港内受限水域操纵中,对于船位控制、过弯操纵以及拖轮应急制动等方面的特殊要求,并结合船舶操纵实际,提出在受限水域中的安全操纵要领及注意事项.     

基于LQR限宽水域中KVLCC2操纵运动控制研究

在航道宽度受限制的水域中,船舶会受到岸壁效应的影响,横向力与首摇力矩将发生变化,这会对船舶的航行安全产生不利的影响。鉴于此问题,本文应用现代控制理论最优控制LQR方法,对在限制水域中航行的超大型油轮KVLCC2的操纵运动进行控制研究。为便于LQR控制器的设计,采用线性状态空间形式的操纵运动方程,基于数值模拟获取的相应线性水动力系数,计算出使目标函数值最小的增益矩阵K,从而得到满足最优控制规律的时域舵角变化,实现对不同宽度水域中船舶运动的最优控制,并与极点配置控制法作比较,验证LQR控制器的优越性。结果表明,当船岸距离d/L≥1.2时,船舶基本不受岸壁效应的影响,控制幅度极小;当岸壁距离d/L=0.25时,摆舵角度将超过6°,同时船舶前进速度也将下降,下降幅度将超过前进速度的10%,岸壁效应明显。     

重载船舶安全驶出黄骅港航道应注意的几个问题

黄骅港航道水域属于受限水域,船舶在此种水域中航行时,会发生浅水效应及岸壁效应,重载船舶这种效应更甚。文章根据黄骅港水域的特点,提出了航行于黄骅港航道时应注意的问题及应采取的安全操纵方法。     

基于LQR限宽水域中KVLCC2操纵运动控制研究

在航道宽度受限制的水域中,船舶会受到岸壁效应的影响,横向力与首摇力矩将发生变化,这会对船舶的航行安全产生不利的影响.鉴于此问题,本文应用现代控制理论最优控制LQR方法,对在限制水域中航行的超大型油轮KVLCC2的操纵运动进行控制研究.为便于LQR控制器的设计,采用线性状态空间形式的操纵运动方程,基于数值模拟获取的相应线性水动力系数,计算出使目标函数值最小的增益矩阵K,从而得到满足最优控制规律的时域舵角变化,实现对不同宽度水域中船舶运动的最优控制,并与极点配置控制法作比较,验证LQR控制器的优越性.结果表明,当船岸距离d/L≥1.2时,船舶基本不受岸壁效应的影响,控制幅度极小;当岸壁距离d/L=0.25时,摆舵角度将超过6°,同时船舶前进速度也将下降,下降幅度将超过前进速度的10%,岸壁效应明显.     

不规则岸壁效应计算方法分析

对船舶航行时所受的不规则岸壁效应进行研究并建立准确的数学模型,有助于提高船舶操纵模拟器的精度。本文对比利时根特大学提出的计算船岸相互作用的数学模型进行了介绍和分析,可供国内学者在该领域的研究借鉴。     

侧推器在舰船操纵中的应用

根据侧推器对舰船运动状态的作用原理，阐述了侧推器在舰船系离泊、解脱锚链绕结、狭窄水域中机动、克服“船吸”及“岸壁效应”、紧急避险、紧急避碰等困难操纵中的应用。着重指出：侧推器在狭窄水域中机动、大风浪中转向掉头、克服“船吸”及“岸壁效应”、紧急避险、紧急避碰中的应用，对提高舰船防触碰事故的能力很有意义。建议：推广侧推器在各类舰船上的应用。     

基于CFD的内河船深浅水中操纵性预报

由于岸壁效应和浅水效应,内河船舶在限制水域作操纵运动时通常受到比在开阔水域中更大的水动力.这些水动力对船舶操纵性具有不利影响,有可能导致船舶碰撞或触底等海上事故.因此,为了在船舶设计阶段预报其操纵性能,考虑浅水效应和岸壁效应以准确计算内河船舶操纵运动水动力非常重要.本文基于CFD方法,通过对粘性绕流进行数值模拟,对长江中营运的三艘内河船舶的操纵运动水动力进行计算.首先,为了验证数值方法的可靠性,对标模KVLCC2纯横荡和纯首摇试验的水动力进行计算,并将计算结果与现有的试验数据进行对比.然后,对三艘内河船舶在不同水深下的静舵试验、纯横荡和纯首摇试验进行数值模拟,计算得到水动力及相应的线性水动力导数.最后,基于计算得到的水动力导数,获得Nomoto模型中的操纵性参数,对比分析三艘内河船舶在深浅水中的操纵性能.结果表明,本文方法可以揭示不同水深下三艘内河船舶的操纵性变化趋势.该方法可为船舶设计阶段内河船舶深浅水中的操纵性预报提供一种实用的工具.     

广州港航道船舶“侧壁效应”现象的危害及预防

<正>0引言多次经人工疏浚的广州港航道,宽度为100~250 m,航道边缘及外侧的水深相差很大,时有变化。对于大型船舶,可航水域宽度受到限制,当船舶因避让或因操纵人员的疏忽而使船位偏离航道中线、过于靠近航道一侧岸壁航行时,往往发生船尾被吸向岸壁、偏离主航道,同时船首向航道中心线快速偏转且操满舵无法克服的"侧壁效应"现象。这种现象会引发船尾触碰航道岸壁,损及车舵,若发生在两船会遇时容易造成两     

基于CFD的无压载水船型浅水中岸壁效应数值模拟

基于贯通流系统设计无压载水船型,在保证无压载水化的基础上,分析其操纵性相关的水动力特性,以系列60船型改造后的新船型作为研究对象,基于CFD方法,选用混合网格和SST k-ω湍流模型对船舶浅水航行的岸壁效应问题进行数值模拟,利用粘性流对叠模求解。为验证网格划分和数值方法的合理性,对系列60船型进行数值模拟,将计算结果与他人计算结果进行比较,基本吻合。对新船型进行数值模拟,计算出其在浅水中不同岸壁距离以及不同航速下的阻力、横向力和转艏力矩,与系列60船型的计算结果进行比较,分析结果表明,新船型弱化了浅水中的岸壁效应,优化了水动力性能。     

船长眼中的“过河风险”

正"长赐"轮搁浅是突发大风造成的操纵失误?还是另有一些人为因素?在事故调查报告正式公布之前,业界只能依照所得信息和经验,以及一些细节及看似合理的解释,在一定程度上复原"长赐"轮搁浅事件。事故原因指向岸壁效应有媒体援引苏伊士运河管理局两名官员的话称,由于"长赐"轮船长的错误操作,该船在完全驶入苏伊士运河航道前,船首严重偏离航向并"产生剧烈摇摆",船长的错误操纵与强风"几乎同时发生","长赐"轮随后搁浅。     

浅水域船舶岸壁效应数值模拟

选取系列60船型(Cb=0.6)为研究对象,采用动态重叠网格技术实现船舶航行中的姿态变化,通过求解RANS方程并结合单相Level Set自由面模拟方法对船舶浅水航行岸壁效应进行数值模拟。假定船舶不动,设置定常流。模拟出船舶的阻力、横向力和转首力矩的系数,与相关文献结果进行对比,吻合良好;同时放开船舶横荡、垂荡和纵摇3个自由度,获得不同岸壁距离下的横移量,分析船速对横移量的影响以及船体压力的变化。采用的重叠网格技术,网格逻辑关系简单,可以快速生成高质量的结构网格,以较少的网格量实现了对浅水中船舶沿岸壁航行的数值模拟,验证了此技术在船舶操纵性数值模拟中的可行性。     

船舶受限水域航行安全研究

船舶大型化发展导致其无法避免航行于受限水域,受限水域对船舶安全航行的威胁不容忽视,为提高船舶在受限水域的航行安全,本文将岸壁效应和浅水效应对船舶航行的影响进行了阐述,并提出了相应的应对措施,以期对船舶在受限水域的安全航行有所裨益。     

浅谈景观岸壁总体设计理念

结合烟台市滨海北路岸壁改造工程总平面布置、详细分析了岸壁景观概念设计理念及岸壁结构选型情况,文中特别介绍了天然涌泉设计,该设计目前在申报专利过程中。     

插入式大圆筒岸壁结构设计的新思路

通过对几个已建工程的回顾,归纳了我国插入式大圆筒岸壁水工建筑物通常的设计思路,并结合前苏联(俄罗斯联邦)、日本、英国等国家的相关结构设计规范或标准以及格型钢板桩(管)岸壁结构的设计思路或计算方法,对插入式大圆筒岸壁结构的使用条件、设计思路进行了统计归纳和对比分析。在总结现有设计与施工技术经验的基础上,提出了插入式大圆筒岸壁结构的使用条件和结构设计的新思路,希望起到抛砖引玉之作用。     

复杂地质条件下岸壁码头结构衔接设计要点

针对复杂地质条件下岸壁式码头不同结构的衔接设计,依托实际工程,研究分析了复杂地质条件下岸壁式码头的结构选型和泊位等级相差较大的两相邻结构之间的衔接处理关键技术。该技术较好地解决了岸壁式码头不同结构衔接处的差异沉降引起上部结构开裂、结构缝漏砂等问题。归纳了泊位等级相差较大的岸壁式码头转角相接处组合钢板桩结构的稳桩与嵌岩技术,对类似码头工程的设计与施工具有一定的参考价值。     

内河船舶操纵模拟器中缆绳的模拟

分析了靠离泊过程中缆绳的受力情况,考虑了缆绳的系缆张力、重力、空气阻力和摩擦力等的影响,利用弹簧-质点模型对缆绳进行建模和绘制。通过改变质点的数量模拟缆绳的绞缆和出缆过程。针对缆绳和码头岸壁间的碰撞检测,采用"降维"的方法通过判断二维平面内线段间是否存在交点来实现。所做工作已应用到内河船舶操纵模拟器中,满足模拟器对缆绳的显示要求。     

引人注目的港湾消波工程

新日本制铁公司君津制铁所最近作为改善运输条件的一环,为方便船舶航行而在港湾部分岸壁实施安装消波板的工程。君津制铁所西岸壁与对岸的小丝川渔港的距离很近。因风向关系,涌上岸壁的入射波与波浪遇到岸壁的反射波会相互作用而形成三角波,对过往的小型船舶等的航行会产生恶劣的影响。