徐圩港区防波堤口门布置对航道横流影响研究*

环抱式防波堤突出于海岸,其口门航道横流可能影响船舶进出。针对徐圩港区环抱式防波堤口门不同布置方案,运用二维潮流数学模型,计算各方案的航道横流。研究结果表明：涨潮期间的航道最大横流大于落潮,涨潮横流起控制作用;各方案最大横流均出现在口门（或堤头）附近水域,出现时刻在高潮位前后;最大横流与口门宽度、口门布置形式有关;口门设置双导堤后,最大横流位置外移至堤头附近水域,向口门逐渐减小,这对口门附近水域船舶的航行是有利的。     

天津港高沙岭港区防波堤口门优化布置

在总体规划及前期工作基础上,针对防波堤口门处流速较大以及港内存在环流等问题,参考以往经验采取针对性措施,优化防波堤口门布置。通过数学以及物理模型试验进行验证,以减小口门流速,以及由口门较强流速产生的港内较强回流对船舶进出的影响。     

海港防波堤口门宽度的探讨

船舶大型化的发展趋势使得海港防波堤口门计算的方法面临新的问题，文中结合我国沿海实际波浪条件和船舶发展状况予以说明并参考国外有关文献初步提出修改意见。     

复杂水文条件下防波堤拆除与重建施工技术

文章结合科特迪瓦阿比让港口扩建项目防波堤工程,对在口门处复杂的水文条件下重点分项施工工艺进行研究,探讨了防波堤边坡开挖技术和Core-loc块体安装施工工艺,并对口门处船舶施工安全进行研究,最终顺利完成了防波堤拆除与重建施工。     

汉班托塔港二期工程西人工岛方案对岸滩演变的影响

针对斯里兰卡汉班托塔(Hanbantota)港二期工程西人工岛建设可能造成的岸滩侵蚀或堆积变化,以及可能对防波堤口门区波浪和泥沙淤积产生的影响等关键问题,采用多次现场岸滩调查和断面测量获取基础数据、结合卫星遥感资料、沿岸输沙计算和模型试验研究的方法进行综合研究。结果表明:西人工岛对岸滩的影响只发生在西侧拦沙堤附近范围,会使防波堤口门区的波高增大5%～10%,但不会影响船舶安全进出港;其建设能适当减小防波堤口门区及口门外进港航道的泥沙淤积。研究成果可供在较大规模砂质海岸上设计和建造人工岛等港工建筑物参考。     

连云港主港防波堤水域船舶失控应急措施

船舶航行的关键环节是进出港口,船舶的事故率发生最高的也是在港口。本文根据连云港主港防波堤附近地理与水文特点,结合船舶操纵理论、引航操纵的实践和经验,针对连云港主港防波堤附近船舶失控所采取的最优应急措施进行论述,对船舶避免发生主机失控、舵机失控和全船停电等事故的操纵方法进行研究。     

波浪中锚泊浮堤系统特性的理论研究

本文研究了在规则波作用下锚泊浮堤的运动响应、消波性能、横漂力引起的堤体横漂量以及此时链的受力情况。在理论计算过程中应用了Frank源汇分布法和Grim切片理论,并采用九尾的远场积分法计算二阶漂移力,采用Kim法计算无穷远处的反射波波幅,用传统的悬链线理论对锚泊系统作静力计算,还将矩形剖面防波堤的计算结果与日本井上义行的计算结果以及我国南京水利科学研究院有关矩形剖面防波堤的系列模型试验結果做了比较,计算结果和试验结果接近,吻合。本研究的目的在于用理论方法预测浮式防波堤的特性并优化防波堤的形状。     

大窑湾防波堤口门通航条件研究

根据模型试验结果 ,描述了口门宽度、防波堤堤身结构型式以及水深与口门通航条件的关系 ,分析了影响港口口门通航条件的主要因素 ,并根据自航船模的试验情况初步提出了船舶进出口门的流速限值。     

基于MATLAB7.0的船舶安全航宽计算

在我国经济高速发展的大前提下,航运业也有了快速的发展。随着港口和船舶的增加,现有的通航资源显得越来越珍贵。因此,在港口航道规划及海事主管机关的船舶安全监管中,都将船舶受自然条件影响产生的漂移量作为一个重要的参数进行考虑。但由于船舶漂移量计算参数较多,包括风、流及船型等多个要素,当需计算多船不同天气条件下的船舶漂移量并绘制曲线时,计算量相当大。而简单的手工计算和绘图显然不能很好的完成。本文介绍一种基于数值计算软件MATLAB7.0的船舶漂移量计算方法,并结合实例利用其进行船舶安全航宽的计算。     

连云港环抱式防波堤口门航道横流计算研究

环抱式防波堤口门航道横流一直为人们所关注。针对连云港港的连云港区和徐圩港区,利用二维潮流数学模型分别计算不同潮型下的口门航道横流,建立潮差与横流之间的相关关系,探讨具体应用方法。研究结果表明:连云港海域环抱式防波堤口门的航道最大横流由涨潮控制,在最大横流与涨潮潮差之间存在着良好的对应关系,拟合曲线相关程度高。在具体应用时,可根据潮汐预报表统计涨潮潮差的累计频率,利用拟合关系求得不同累计频率的口门航道最大横流,可为航道设计或船舶进出港管理调度提供依据。     

Risk zone of wrack hitting marine structure simulated by 2D hydraulic model

The wrack or the ship out of control will drift with flow.One of the most important factors that drive the ship is flow current which moves circularly in tidal area.The wrack from same place always drifts in different ways if the start time is different.So,during the ship drifting period,the drift trace is also determined by both wave and wind forces.The drift direction is limited by water depth which must be deeper than ship draft. These marine structures that can not afford the hit of wrack or will destroy the wrack must be well considered when they are placed near harbor and waterway or other water area with ship running.The risk zone should be consulted according to tide and weather conditions to protect structures and ships in necessary.A method is presented here to simulate the risk zone by 2D numerical hydraulic model with tidal current,wave,wind and water depth considered.This model can be used to built early-warning and protect system for special marine structure.     

四面六边透水框架自动同步抛投装置与工艺

针对四面六边透水框架抛投效率低、成本高、准确度低、存在安全隐患等问题,建立四面六边透水框架抛投漂移距离的数学模型,得出抛投高度、水深、水流速度、透水框架阻水面积等参数对漂移距离的影响规律。提出一种大框架、多转轴的空中自动同步脱钩抛投吊具,增加每次抛投透水框架的数量,并采用GPS引导抛投船舶精准定位,对抛投作业过程进行实时控制。结果表明,此种抛投装置可提高透水框架抛投的准确性,且提高施工效率。     

基于势流理论的船舶操纵水动力分析

以船舶操纵水动力预报为研究背景,以无界流场势流理论为基础,采用边界元法,对目标Wigly船在斜航运动状态下的流场速度和转首力矩进行计算。分析了斜航时船舶周围流场的分布规律,研究了转首力矩随船舶漂角的变化规律。结果表明,该研究对预报斜航时船舶的运动规律具有较好的应用前景。     

Strip method for a laterally drifting ship in waves

Lateral drift occurs due to the effects of wind forces, wave drifting forces, or both on ships sailing in actual seas. It is important therefore to investigate the influence of lateral drift on seakeeping performance for improved ship operation. The velocity potential was expanded as an asymptotic power series in terms of the lateral speed parameter, τ, defined as ω _e V ₀/g, where ω _e is the frequency of wave encounter; V ₀ denotes the lateral velocity, which is assumed to be sufficiently small; and g is the acceleration due to gravity. By combining this technique with the strip method, two sets of motion equations of all the hydrodynamic force coefficients for ship seakeeping were derived. The first set is for ships without lateral drift and is the same as the equations in the new strip method, and the second set is for the additional motions induced by lateral drift. It was found that all ship motion modes except surge are coupled when a ship drifts laterally in waves.     

“厂”形板式防波堤消波性能数值模拟

根据水平板形防波堤和倾斜板形防波堤的特点,提出一种“厂”形组合板式防波堤,通过数值模拟方法对防波堤的消波性能进行研究。首先,利用FLUENT软件建立二维规则波数值波浪水槽,并验证水槽应用的有效性。通过模拟得到堤后波高-时间过程线,分析防波堤的透射系数,探讨透射系数随波高、周期、开孔率、相对板宽、波陡、倾斜板与水平板角度、超高等参数的变化关系。结果表明,在模拟范围内防波堤透射系数较小,消波性能优良,特别是对长周期波也有较好的消波效果。研究成果可以为新型防波堤设计提供参考。     

天然弯曲河道跨河建筑物跨度确定方法

研究天然弯道(不考虑潮流影响),以航道宽度作为弯道跨河建筑物的最小跨度,提出弯道跨河建筑物最小跨度的确定方法。结果表明,天然弯道跨河建筑物的最小跨度与船舶的航迹带宽度、风致漂移量、流致漂移量和建筑物墩部紊流范围密切相关。航迹带宽度、风致漂移量、流致漂移量和建筑物墩部紊流范围越大,弯道跨河建筑物的最小跨度也越大。从通航安全角度出发,提出天然弯道流致漂移量、建筑物墩部紊流范围和弯道跨河建筑物最小跨度的数学计算模型。     

静水中并行两船水动力干扰数值研究

为比较分析单船与两船并行航行的水动力差异,探讨静水中两船并行时漂角、船船相对位置对船体阻力、侧向力及摇首力矩的影响规律,文章基于RANS方程采用SST k-棕湍流模型,数值分析了某两船静水并行时船船相互作用。研究表明：不同漂角下两船中对中并行时,船体所受阻力均较单船航行时有所增大且受到指向两船中间的附加侧向力;当两船并行斜航的漂角相反时,同一船舶位于迎流侧较背流侧时船体受力存在一定差异;两船并行直航时,船船相对位置对船体受力有较大的影响,当两船纵向间距小于一倍船长时,船船相互作用较为显著,在不同横向间距下,船体受力随纵向间距的变化规律相同,在一定纵向间距下,船间横向间距越小船船相互作用越强。     

大潮差海域环境系泊船舶漂移分析及对策

针对某集装箱泊位多次出现系泊船舶漂移情况,在现场调研和分析的基础上利用排除法初步确定了主要影响因素。根据现场实测水文、地形等资料,采用船舶系泊水流数学模型和物理模型对该集装箱泊位的水流分布及船舶漂移过程进行了模拟试验。根据试验结果研究了大潮差海域环境下系泊船舶漂移的主要影响因素和机理,并据此提出了有关工程措施和建议。     

两船在波浪载荷作用下的运动响应分析

基于波浪辐射/绕射理论,利用水动力分析软件AQWA研究两船在波浪作用下的运动响应特性,给出驳船受浮式生产储油船(FPSO)影响时的附加质量和辐射阻尼,分析了驳船的漂移力和运动响应。计算结果表明,当两船间距为5 m时驳船的附加质量比间距为10 m时的值大2倍多,驳船的附加质量和阻尼随着间距的减小逐渐增大;在间距30 m时,驳船的速度越小所受的漂移力就越大,并且驳船的横摇和首摇运动就越剧烈。     

浅水中低速斜航船舶水动力预报及验证与确认分析

浅水中的斜航船舶受到浅水阻塞效应和不对称流的综合影响。为预报该运动中的船舶水动力,文章采用基于定常雷诺平均纳维—斯托克斯方程的计算流体动力学方法,对浅水中做斜航运动的船舶粘性绕流场进行数值模拟。考虑低航速运动的特点,忽略航速影响下的自由面兴波,由数值计算得到水动力系数在漂角影响下的变化规律。针对计算精度问题,在数值模拟中从验证和确认角度分析和评估计算结果：通过网格收敛性分析分析数值误差与不确定度;结合试验数据考察计算模型的误差。此外,从计算区域尺度、湍流模型、边界条件、船体下沉和纵倾作用方面对模型误差的影响因素进行探讨,可为改进计算模型、提高数值模拟精度提供参考依据。