超规范环境条件的海口新海港区口门航道通航宽度计算

针对超规范环境条件下的船舶通航宽度问题,综合考虑船舶自身操作特性、船舶航行基本尺度所需通航宽度、风致漂移量、流致漂移量等因素,采用基于风流漂移的船舶通航宽度计算模型计算代表船型所需双向通航宽度。在风流漂移模型中选取不同流速、风速情况下,船舶空载、满载等不同组合时风流漂移模型计算的航道宽度与《海港总体设计规范》计算的通航宽度进行对比,验证模型的适用性和准确性,计算超规范环境条件的航道宽度,根据计算模型分析不同风流条件组合下船舶的航速限制条件。     

40万t船舶乘潮进董家口港水深适应性

以董家口港为目标水域,计算40万t船舶抵港最大吃水,考虑航道较长、分段较多等特点,充分运用乘潮条件和潮汐规律,提出针对超大型船舶的富余水深应用方法。运用该方法分析航道水深、乘潮条件、船舶吃水和富余水深之间的关系,判定航道水深的适应性,提炼航速控制的边界值。应用结果表明:富余水深按照《海港总体设计规范》取值,航速控制在设定的范围内,董家口港航道水深适应40万t船舶满载乘潮进港。     

超大型船舶安全航速建模研究

针对超大型船舶的通航特性,对超大型船舶的安全航速确定标准开展研究。纵向：为确保船舶维持有效舵效且不至于因船速过快导致交通流拥堵,基于船舶交通流观测统计结果确定船舶安全航速范围;横向：基于船舶漂移运动数学模型和船舶操纵性丁指数回归模型,建立超大型船舶最小安全航速限定模型;垂向：基于富裕水深确定原则和船舶蹲底回归公式,建立超大型船舶最大安全航速限定模型。以VLCC和Bulk Carrier为代表船型,综合横向、纵向和垂向安全航速限定要求,确定了不同风级、不同流速、不同船型情况下的渤海海域超大型船舶安全航速标准。     

基于bim的航道改造对船舶通航能力影响建模

针对当前采用的航道改造对船舶通航能力影响模型精确度不高,无法准确描述航道改造对船舶通航能力影响问题,提出一种基于bim的航道改造对船舶通航能力影响建模方法,通过计算航道弯曲半径,及船舶安全通过的最小弯曲半径,分析航道弯曲半径与船长关系,计算船舶能够顺利通过的弯曲航道宽度,通过分析交通事故数与航道曲率之间的关系,利用最小平方法确定交通事故数与航道曲率之间关系误差,从而建立航道曲率与相对事故量模型。在此基础上,建立航道水深和航道宽度的计算公式,计算了顺直河道单线航行和双线航行航道宽度,确定了顺直河道长宽比与船长的关系,并计算船舶安全通过弯曲河道所需最小航宽,并对其中参数进行计算,综合二者对船舶通航能力影响,建立航道改造对船舶通航能力影响建模。实验证明,所提方法能够准确描述弯曲河流和航道尺寸与船舶通航能力之间关系。     

内河航道航速限速分析

为提高航道的载运量,以船舶流量最大为依据,运用交通流理论和跟驰模型对航道船速进行分析求解。首先根据航道主要船舶比例数据得到航道的标准船载质量,然后运用matlab拟合求出相应的标准船长,再根据交通流理论和跟驰模型得到最佳的航速设置,从而实现对船舶航速的优化分析。     

虾峙门外航道超大型船舶富余水深的研究

虾峙门外航道是进出宁波港的必经之路,但航道中有一段１７．５ ｍ 的浅水航段影响了超大型船舶进出宁波港,本文从理论上计算出保证超大型船舶在虾峙门外航道安全航行所需要的富余水深,从而为港口管理部门确定该航道的通航标准提供依据,最大限度地利用宁波港的水深资源     

向家坝升船机承船厢设计水深标准*

通过1:16的物理模型研究了船舶进出升船机承船厢时的最大下沉量与船厢水深、船舶航速及船厢断面系数间的变化规律。提出船舶出厢过程是船厢设计水深的控制条件,建立了船舶下沉量的无量纲计算公式。通过综合比较不同船厢水深船舶下沉量及船底安全富余水深,提出了向家坝升船机合理的船厢设计水深标准。     

海南秀英进出港航道客滚船双向通航研究

为了有效地解决秀英港区客滚船通航效率问题,提高航道通过能力和通航安全水平,根据《海港总平面设计规范》相关规定,提出基于客滚船船舶特点、操纵特性以及该水域航道的边界条件的数值计算模型,通过理论计算、航道通航模拟仿真和实船试验对海口港秀英港区航道双向通航能力进行论证研究,证明秀英港区航道能够满足现有客滚船的双向通航并给出相应通航安全保障措施。     

从《内河通航标准》看某些特殊限制性航道水深的确定

通过对国家标准《内河通航标准》(GB50139-2004)[3]的分析和计算,找出了影响航道水深的主要因素,根据特殊限制性航道———中间渠道和渡槽的运行特点,推求出它们水深的计算方法和结果。航道水深由船舶吃水和富裕水深组成,富裕水深中考虑了船体下沉量、通航建筑物运行引起的水位变幅、船行波以及触底安全富裕量。并参照《内河通航标准》给出了航道的弯曲半径,形成了完整的特殊限制性航道尺度系列。     

长江江苏段弯曲航道通航能力计算与软件开发

综合考虑风、流致漂移量等影响因素,基于弯曲航道的地理环境特点和船舶行为特征,构建弯曲航道通航能力计算模型。运用Visual Studio 2010开发长江江苏段弯曲航道通航能力计算软件,可快速实现不同环境和代表船型条件下弯曲航道上、下行通航能力的计算与分析,数值实验结果验证计算模型和软件的有效性与可信度。     

大型邮轮进出海港所需通航宽度计算与软件开发

为提高大型邮轮进出海港通航宽度计算的准确性,避免发生搁浅事故,在《海港总体设计规范》中提出的船舶通航宽度计算公式的基础上,综合考虑邮轮自身操作特性、航行基本尺度所需通航宽度、风致漂移量、流致漂移量等影响因素,构建大型邮轮进出海港所需通航宽度计算模型。运用MATLAB开发计算软件,以快速实现不同航行长度、风速、海流流速情况下通航宽度的计算与分析。以"天海新世纪"号邮轮进出青岛港为例,分别应用"规范"和优化模型进行计算,验证计算模型和软件的有效性与可信度。     

构皮滩通航建筑物中间渠道船舶航行特性试验研究

中间渠道船舶航行特性与通航建筑物通航效率和船舶航行安全息息相关。利用牵引船模缩尺试验，研究构皮滩水电站通航建筑物中间渠道内船舶上下行过程中的航行特性，分析了不同航速下船舶的升沉特性，基于试验结果拟合了船舶在中间渠道内最大下沉量与航速、渠道水下面积、船舶舯断面水面以下部分面积以及初始水深的关系，建立了可准确预测船舶最大下沉量的无量纲公式。研究结果表明：1)相同航速下，船舶出船厢下沉量远大于进厢，船舶出厢过程是船舶下沉量的控制工况；2)中间渠道断面系数小于3.0时，断面系数变化对船舶下沉量影响较为明显，且断面系数越小对船舶下沉量影响越显著；中间渠道断面系数大于4.0后，断面系数增大对船舶下沉量的影响迅速减小。     

基于首次穿越理论的船舶搁浅风险计算

为研究长江中游航道水位变化对船舶通航安全的影响,根据随机振动的首次穿越理论建立水位变化下船舶搁浅风险定量计算模型,实现不同水位下长江中游航道船舶搁浅风险的定量计算。利用航道水位、船舶吃水及富余水深三者间的动态关系,分析水位变化对允许船舶最大吃水及船舶搁浅概率的影响。利用船舶运动模型推导波浪载荷下船舶升沉运动的位移响应,同时根据首次穿越理论构建船舶首次穿越失效(搁浅)模型。运用Simulink仿真工具箱,根据船舶首次穿越失效模型计算得到不同水位下船舶的搁浅风险。利用该方法计算长江中游典型船舶在不同水位下的搁浅风险,结果表明该方法不仅能量化水位变化下船舶的搁浅风险,还可确定不同船舶搁浅概率对应的水位临界值。     

三峡船闸允许过闸船舶最大吃水的确定

针对三峡船闸过闸需求增加和船舶大型化发展对允许过闸船舶的最大吃水需求的问题,在相关管理规范基础上结合模型研究,分析三峡船闸门槛水深、船舶航行下沉量及安全富余水深要求,以三峡船闸门槛水深5.125 m、5.5 m和6 m为参考,分别确定该水深期间允许过闸船舶的最大吃水,为对外发布吃水控制标准提供依据,对过闸船舶配载发挥指导和参考作用。     

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。     

长江口深水道船舶交通流特征分析

为解决深水航道船舶通航能力提升问题,根据深水航道发展变化以及历年船舶数据信息,分析历年船舶交通流变化、船舶航速分布等,以交通流理论为基础,采用归类分析方法,得出在现有条件下,深水航道船舶航速的提升,能使船舶流量增加,船舶密度适当降低,促进航道整体的通航能力。     

桥区限制性航道通过能力研究

结合船舶领域概念及桥区限制性航道船舶航速公式,采用标准船型船舶吨位与船舶长度最小二乘回归分析推求两者关系。引入加权平均船型概念,建立桥区限制性航道通过能力计算模型。结合工程实际情况,通过与以往公式进行对比认为,文章提出的方法结果较为准确,计算过程简单,具有较高的实用价值。     

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。     

湘江大花滩航道整治方案优化及效果数值研究*

针对湘江渠化河段大花滩连续弯道滩险航道整治措施进行研究。采用非结构化网格,建立工程河段二维水流数学模型和船舶操纵运动数学模型。验证原型实测水位验证模型的可靠性后,计算得到了不同流量情况下工程河段的航道水深、流场以及船模操纵的舵角、漂角、最小航速等主要参数。结果表明：工程河段内不实施切嘴及整治建筑物也可通过优化航线、拓宽航宽并结合适当的疏浚、护岸工程措施满足通航标准要求。     

向家坝升船机船舶吃水控制标准原型观测分析及应用实践*

向家坝升船机投入试通航后,由于金沙江下游河段实际航行的1 000吨级船舶与升船机设计过机船舶主尺度匹配性差,船舶过机装载率较低。为进一步提高升船机通过能力及船舶运输经济效益,开展船舶过机吃水原型观测分析,逐步放开船舶过机吃水控制标准非常必要。通过大量过机船舶不同吃水、航速的进出厢试验原型观测,对影响过机船舶吃水控制标准的航道水位变幅、船厢水深变化,进出船厢航速、下沉量等因素进行系统的分析研究。结果表明,向家坝升船机过机船舶吃水提升至2.4 m,依然有30 cm以上的防触底安全富余量,满足船舶安全过机要求。