岸壁效应与船舶安全操纵

文章首先介绍、分析导致船岸间产生岸壁效应的诱因,从追越操纵、对遇操纵两方面讨论了岸壁效应对船舶安全操纵的影响,并通过实例阐述了岸壁效应的有效应对措施和良好船艺。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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     

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。     

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。     

基于数据驱动控制的船舶自动靠泊

船舶靠泊时航速低,存在岸壁效应、浅水效应等复杂情况,难以采用基于模型的运动控制算法实现对其精确操控,因此设计一种实时采集动力学数据的硬件架构,并采用对反馈的数据直接进行运动控制的方法,实现船舶自动靠泊。该方法通过在船上不同位置布设微波雷达形成阵列,获取船舶的不同位置相对于泊位岸壁的实时距离信息,并结合船舶的实时位置信息,通过计算几何的方法得到船舶相对于泊位的实时位置和姿态。根据精确定义的船舶靠泊状态,设计一种由上层调度和下层控制组成的船舶自动靠泊方法,其中:上层调度采用基于专家系统的逻辑推理表;下层控制使用基于实时数据驱动的无模型自适应控制实现船舶操控。通过海量的实操数据精确调整控制器参数,从而提升控制器在真实环境下的适应性和可靠性。实船试验结果表明该方法具有可行性和实用性。     

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.     

受限水域船舶安全航行要素分析——以“长赐轮”搁浅事件为例

大型船舶在受限水域内航行,周围的安全物理空间小,加上受浅水效应、岸壁效应和船吸效应等影响,其操控性能会显著下降,同时驾引人员的工作压力和疲劳程度也会明显增大,这些不利因素都极易导致航行事故发生。以"长赐"轮搁浅事件为例,分析事故发生原因,进而对受限水域影响船舶安全航行的要素进行分析,供驾引人员参考。     

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.     

自由面和岸壁对限制航道中船舶操纵性水动力的影响

本文在二阶抛物面离散后的船体表面单元上布置强度呈线性分布的Rankine源，在离散后的岸壁单元上和用贴体网格法离散船体附近自由面的单元上布置均匀Rankine源，在船体中纵面上布置强度在水深方向呈阶梯变化的附着涡线．计算了考虑自由而影响下船舶平行于岸壁航行时的水动力，还着重讨论了自由面和岸壁对限制航道中船舶水动力的影响．     

船舶自动靠泊技术的发展现状和趋势

由于风、浪、流、低速航行和岸壁效应等因素的影响,船舶在靠泊过程中的操纵性会明显降低;同时控制系统的非线性程度明显提高,使得船舶的靠泊控制成为难题.基于船舶自动靠泊的控制特性和难点,论文对该领域的控制方法和研究现状进行了梳理,包括神经网络、非线性最优控制、模糊控制等方法在自动靠泊领域的应用等,并对上述方法的国内外发展历史...     

浅谈狭水道船舶操纵

海上船舶在航经一些海峡、港口时不得不经过一些比较狭窄的航道。狭水道航行难道较大，易受风、流、岸壁效应、浅水效应等因素的影响，航行事故多发，严重影响海上运输业发展和海洋环境保护。文中通过阐述狭水道的含义，分析狭水道的航行特点，联系《1972年国际海上避碰规则》，结合研究狭水道船舶碰撞事故，明确船舶在进入狭水道航行前应做的的准备，探讨狭水道航行中的导航、避险、转向方法。     

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。     

直立式岸壁折角处泊位长度优化研究

随着船舶大型化的发展,运用《海港总平面设计规范》中直立式岸壁折角处船长系数计算大型码头泊位长度时,易造成一定的岸线资源浪费。在原规范制定思路的基础上,分析和推导了在不同角度、不同船型、不同靠泊状态下直立式岸壁折角处船船(岸)间距与船舶尺度的关系和规律;细化了折角处不对称靠泊情况下的船长系数取值。同时,结合实际操船经验对大型船舶在不同折角情况下的船长系数进行优化和修正,在保证船舶操船安全的前提下,适度减少折角处泊位的富裕长度,达到节约岸线资源的目的。