系泊船舶在横浪作用下撞击能量计算参数Cm 取值研究

船舶附加水体质量系数Cm的取值对计算系泊船舶在横浪作用下的撞击能量具有十分重要的影响,目前国内外相关文献对该参数取值差异较大,且国内水运行业规范的参数取值偏小,给结构安全带来一定隐患。经过对取值规定的比较,并参照计算公式、结合工程实例分析计算结果,得知国内现行规范Cm的取值明显小于国内外相关规范和研究报告的取值。建议20万吨级以上船舶增大Cm取值为1.7～2.0。     

系泊船舶在波浪作用下撞击力研究

系泊船舶在波浪作用下的撞击力往往是大型开敞式码头设计的控制荷载。大型船舶采用现行规范公式计算值比模型试验值小得多,主要原因是船舶附加水体影响系数Cm值过小。建议规范修订加大经费投入,采用实测参数确定Cm值。     

长周期波浪对船舶系泊稳定性的影响

利用国际通用的OPTIMOOR船舶系泊分析软件,系统分析长周期波浪作用下周期、波高、入射角度对船舶系泊稳定的影响。分析计算结果可知:波高和入射角度对船舶升沉量的影响极为明显,周期对船舶纵移量的影响最为明显;同时,最大缆绳张力与长周期波浪3个因素(周期、波高、入射角度)在一定取值区间内成正相关关系,并且随着波浪因素增大,缆绳张力分布呈现明显的不均匀性;此外,最大护舷反力与长周期波浪3个因素也在一定取值区间内成正相关关系,周期和入射角度这两个波浪因素取值越大,4组护舷的反力越均衡。     

系泊船舶在横浪作用下撞击能量计算参数C_m取值研究

船舶附加水体质量系数C_m的取值对计算系泊船舶在横浪作用下的撞击能量具有十分重要的影响,目前国内外相关文献对该参数取值差异较大,且国内水运行业规范的参数取值偏小,给结构安全带来一定隐患。经过对取值规定的比较,并参照计算公式、结合工程实例分析计算结果,得知国内现行规范C_m的取值明显小于国内外相关规范和研究报告的取值。建议20万吨级以上船舶增大C_m取值为1.7~2.0。     

规则波作用下系泊船舶荷载模型试验研究

叙述规则波作用下，１万、２．５万和５万吨级船舶荷载模型试验，。给出了系泊中的船舶在波高分别为１．２ｍ、、１．５ｍ，平均周期为７ｓ规则波作用时，不同荷载、不同船型情况下，对码头的撞击能量、法向速度及护舷变形，计算了撞击能量对各组护舷的分配系数，并进行了概率统计分析，同时对不同类型的护舷进行了分析比较，为码头结构设计护舷选型提供依据。     

大开口型船舶在不规则波中的波浪导矩预报分析

综述了现有船舶波浪扭矩的计算分析方法，用ＳＴＦ切片理论方法计算了大开口船舶波浪扭矩的传递函数。根据不同波谱理论模型对规则波中的扭矩作了统计预报，讨论了小姐浪扭矩予报对波谱的敏感性。研究结果表明，波浪扭矩对波谱谱型的依赖程度相当大；特征波浪周期对统计值的影响比有义波高在；对相同有义波高，ＰＭ谱相应的预报值比ＩＴＴＣ二参数谱的结果更偏于保守。     

英标及PIANC规范船舶撞击能量计算比较

对比了英标和PIANC两本规范关于船舶撞击能量计算的异同,并就护舷设计吸收能与中国规范进行了比较分析,就撞击能计算中的偏心系数开展了进一步研究。得出结论:1)英标及PIANC规范船舶撞击能量计算中偏心系数、水动力质量系数和异常靠泊能量系数等参数取值不同。2)英标的集装箱船撞击能设计值大多小于PIANC,而油船撞击能设计值大于PIANC。3)油船采用三分点靠泊时撞击能量约为四分点靠泊时的1. 3倍左右。4)油船及气体运输船管汇偏中影响着偏心系数C_E取值,随着船舶吨级增大而减小,影响程度为12%～29%。     

基于停船视距的船舶领域模型研究

目前已有船舶领域模型具体取值依赖大量实测资料,缺乏理论定量研究。针对长江下游航道条件和船舶特性,基于道路交通工程中停车视距的概念,提出了航道中停船视距的概念。分析船舶制动加速度特性,探讨船舶领域模型长轴取值。研究结果表明:航道中停船视距由反应距离、制动距离以及安全距离3部分组成;当前船的制动加速度为后船的4倍时,船舶领域长轴取值为2.6~3.9倍船长,与已有进江海船的推荐值3.0~4.0倍船长基本吻合;船舶领域长轴取值具有一定的速度敏感性。     

用Melnikov方法研究船舶在随机横浪中的倾覆

本文应用Melnikov函数和相空间转移率研究船舶在随机波浪中的强非线性横摇运动及其倾覆问题,分析了波浪特征频率、特征波高、船舶非线性恢复力臂以及阻尼特性对相空间转移率的影响.以长30.7m、宽6.9m的渔船为例,采用ISSC波浪谱,在时域内计算了Melnikov函数,得到了相空间转移率与Melnikov函数之间的关系以及有义波高对相空间转移率的影响.研究表明:随有义波高增大,相空间转移率不断增大,船舶航行的安全域迅速减小.从而揭示了相空间转移率与船舶倾覆内在的密切联系,为船舶的设计和稳性衡准提供了有价值的参考.     

基于神经网络的船舶海上交通规划

传统的旅游高峰期船舶海上交通规划方法的最小航时规划结果与设定要求不符,为了解决这一问题,提出基于神经网络的旅游高峰期船舶海上交通规划研究。运用神经网络算法优化处理船舶海上交通航迹,在此基础上,设计船舶海上交通规划方案,先确定阶段变量,再选择状态变量,实现旅游高峰期船舶海上交通规划。由此完成基于神经网络的旅游高峰期船舶海上交通规划研究。最后,进入实验部分,对比2种方法的最小航时规划结果是否符合设计要求,实验结果表明,传统的旅游高峰期船舶海上交通规划方法的有效波高小于3.5 m,与约定波高5 m要求不符。而使用所提方法的有效波高大于5 m,与约定波高5 m要求相符。     

不同时间间隔的波浪观测数据对其统计结果的影响

采用不同的波浪观测方法所获得的波浪数据的时间间隔不一致,其数据的准确性须进行分析。基于大埕湾逐时周年波浪观测数据,截取不同时间间隔的波浪数据,采用统计和相关分析法,分析不同波浪数据序列的波况、大浪波高以及周期的相关关系。结果表明,不同时间间隔的波浪资料的波况差异较小,大浪波高差异在11. 4%以内,相关性较好;大浪周期差异在78. 1%以内,相关性较差。时间间隔较长的波高可由本文公式计算得出较精确的数据,在有限资料的情况下为工程应用提供更可靠的波高值。     

不规则波在斜坡地形破碎区波高分布的数值试验研究

在近岸浅水波浪分布的研究中,格鲁霍夫斯基给出适用于深水波至破碎波的整个浅水域(相对水深η>2)的波高经验分布公式,但该式在波浪发生破碎后的适用性研究欠缺。基于FLOW-3D软件对深水不规则波传播到斜坡地形上波浪发生破碎进行模拟,验证波高沿程分布与试验值的一致性,并模拟在130斜坡地形条件下波浪从有限水深传播到近岸破碎区的沿程波高分布变化。结果表明,在该坡度相对水深η<2.75情况下,格鲁霍夫斯基经验分布公式出现较大误差,不再适用;破碎区各累积率波高与平均波高的比值随相对水深变小呈递减趋势,经验公式值与之相比,总体上呈现出大波偏大、小波偏小的情况。     

大开口型船舶在不规则波中的波浪扭矩预报分析

综述了现有船舶波浪扭矩的计算分析方法，用STF切片理论方法计算了大开口船舶波浪扭矩的传递函数。根据不同波谱理论模型对不规则波中的扭矩作了统计预报，讨论了波浪扭矩予报对波谱的敏感性。研究结果表明，波浪扭矩对波谱谱型的依赖程度相当大；特征波浪周期对统计值的影响比有义波高大；对相同有义波高，PM谱相应的预报值比ITTC二参数谱的结果更偏于保守。     

台风波高重现值的泊松最大熵分布估计

以日本中城湾观测站实测台风过程出现的最大波高序列为例,提出了泊松-最大熵复合极值分布,并将其用于计算台风海浪的重现值波高.采用年极值法与过阈法对台风波高进行长期统计分析.计算结果表明:观测时段相同,阈值的选取对重现值的估计影响不大.而阈值相同,抽样时段的长度对重现值估计的影响较大;若样本时段较短,但极值波高的最大值包含于其中,则估计得到的重现值偏大,该结果对于结构设计是偏安全的.     

波浪正向入射作用于直立堤上波压力的研究

通过大量的室内试验,深入研究了波浪正向入射时,立波压力与堤前波高的关系,并与各家公式进行对比,证明堤前波高作为控制参数的可靠性。     

波浪作用下高桩码头前波峰面高度研究

码头前沿波峰面高度是确定高桩码头面板高程的主要参数之一,主要由码头前沿纵梁、桩帽、靠船构件等上部结构引起的反射波与入射波叠加,产生水面壅高,而高桩码头结构的桩柱间距较大,对波峰面高度影响很小.本文根据微幅波理论和波能流守恒,推导了高桩码头前沿波峰面高度近似解析解,并通过物理模型试验资料验证,理论公式计算结果具有较好的精度,可为工程设计提供科学依据.     

不同因素对潜堤波浪传播的影响

针对波浪穿过梯形潜堤时的波浪形态沿程变化问题,以梯形潜堤为研究对象,通过二维水槽试验,研究梯形潜堤上规则波的传播特征。以比波高为参数分析不同波浪要素(波高、周期和水深等)对波浪传播变形的影响。试验结果表明,其他条件不变时,入射波高越大、波浪周期越小、堤顶淹没水深越小时,波高在潜堤上方衰减越明显。在有足够水深,且波高较小时,波浪对潜堤均有良好的穿透性;波高较大时,波浪在潜堤上部发生破碎,波浪穿过潜堤后波高衰减,此时潜堤的消波作用明显;在波浪不发生破碎情况下,较长周期波浪在潜堤顶部比波高增大,且出现双峰值。     

越浪水体对堤后靠船墩的冲击试验研究

通过三维的波浪物理模型试验,研究了斜坡堤掩护下的靠船墩受力特性,分析不规则波作用下越浪高度和不同波向对靠船墩波浪力的影响规律。试验结果表明:1)当波浪传播到斜坡堤上时,一部分波浪破碎后越过堤顶直接冲击在靠船墩上,另外一部分波浪则会绕过斜坡堤在堤身后方形成绕射波对靠船墩形成冲击。2)由于波浪垂向作用的冲击特性较强,作用在靠船墩上的垂向波浪力要大于正向波浪力和横向波浪力。3)随着越浪高度增大,作用在靠船墩上的垂向波浪力和正向波浪力增大,横向波浪力则没有明显的增大趋势。同时更大的越浪高度也会导致垂向波浪力与横向波浪力的比值增大。4)当越浪高度较小时,波浪正向入射与斜向入射造成的波浪力相差不大;当越浪高度较大时,斜向入射的波浪会引起靠船墩上更大的波浪力,此时波浪的绕射效应也会增强,正向波浪力与横向波浪力的比值会减小。