船舶T字型靠泊码头碰撞安全性分析

为评估船舶T字型靠泊码头安全性的问题,文章以某工厂码头为例,采用显式有限元技术与现场实测相结合的方法,建立了船舶T字型靠泊有限元模型,将得到的仿真结果与现场实测数据进行分析,获得了船舶与码头的碰撞过程中码头各构件的最大应力值、护舷的变形及吸能曲线并验证了仿真的可靠性,通过分析不同船型及不同靠泊速度对靠泊码头安全性的影响,得到10 000吨级船舶的建议最大安全靠泊速度为0.6 m/s,20 000吨级船舶建议最大安全靠泊速度0.34 m/s,30 000吨级船舶的建议最大安全靠泊速度为0.2 m/s。     

长江南京以下深水航道建设一期工程航道设计参数和乘潮水位利用探讨

长江口深水航道建设三期工程已于2010年3月通过交工验收,2010年底将上延至太仓荡茜闸。为充分发挥长江口12.5 m深水航道治理工程的综合效益,尽快实现与长江口12.5 m深水航道无缝对接,实施长江口12.5 m深水航道向上延伸至南通建设工程十分必要,而航道设计参数的确定是航道建设工程的一项重要内容。文章在代表性船型确定的基础上,通过航道设计宽度、水深以及工程区域潮汐特性的分析,确定了航道设计参数。并在此基础上,探讨了一乘和二乘模式下的乘潮概率以及水位利用。航道设计参数的研究为潮位的合理利用、减少疏浚工程量、提高航道通过能力提供了技术支撑。     

条帚门航道船舶引航风险及其对策研究

随着宁波-舟山港生产的快速发展,作为大型船舶进港航道的虾峙门航道通过能力渐趋于饱和,为满足宁波-舟山港生产发展的需要,缓解虾峙门航道的通行压力,开工建设了条帚门航道。条帚门航道位于浙江省舟山群岛虾峙岛与六横岛之间,航道口外与东航路相接,口内向北可与佛渡水道、螺头水道相连进入宁波-舟山港,向南可与双屿门、青龙门水道相接,也可与象山、温州等南部各港口相接,地理位置优越,是进入宁波-舟山港的主要航道之一。     

基于零空间的船舶自主靠泊自抗扰控制分配

[目的]针对船舶自主靠泊过程中遇到的环境载荷、岸壁效应、模型不确定以及控制分配误差等多源干扰的影响,提出一种基于零空间的自抗扰控制（ADRC）分配方法。[方法]首先,建立船舶靠泊运动数学模型、多源干扰模型和控制分配模型,并据此设计神经网络扩张状态观测器（NNESO）实时估计船舶运动及其所受到的多源干扰;然后,引入零空间技术设计控制分配算法,并基于该方法实现先泊位外镇定再平行靠泊方案;最后,证明船舶自主靠泊系统在所提方法下所有误差信号一致最终有界,保证船舶自主靠泊过程的安全性。[结果]仿真对比结果表明,所提方法在轨迹跟踪效果与二次规划（QP）法近似的情况下,求解所需时间为其1.3%,艏向最大分配误差为伪逆法（PI）的36.51%。[结论]所提方法在满足靠泊运动控制精度的同时,求解所需时间明显缩短,最大分配误差显著降低,保证了控制分配的实时性与精确性。     

基于改进反步滑模控制算法的拖轮自主靠泊控制

[目的]针对拖轮的自主靠泊控制问题,研究基于虚拟船领导的目标跟踪控制策略在拖轮自主靠泊中的应用。[方法]首先,将拖轮的自主靠泊过程转变为虚拟拖轮和实际拖轮的目标跟踪控制过程;然后,设计靠泊系统的运动学模型,考虑靠泊场景中的特殊环境干扰,使用反步法和滑模控制法（SMC）设计全回转尾推进拖轮的自主靠泊控制器,提供了3种不同的滑模面设计并使用李雅普诺夫函数进行稳定性验证;最后,采用仿真实验的方式,通过靠泊轨迹、速度误差和距离误差来对控制的效果进行验证。[结果]仿真实验结果表明,设计的拖轮自主靠泊控制策略以及控制器在拖轮自主靠泊场景中具有较好的效果,面对系统的不确定干扰有较好的表现。[结论]该控制策略以及靠泊控制器的适用性以及鲁棒性较好,以全新的角度实现了拖轮自主靠泊控制,为后续拖轮的靠泊控制研究提供了新的方向。     

鲅鱼圈港区冰期超大型矿粉船进港及靠泊要领

超大型矿粉船具有质量大、尺寸大、难操作的特点。受冰期鲅鱼圈港区天气和潮汐特点影响,引领超大型矿粉船进港和靠泊是行业技术难题。本文以超大型矿粉船“HE PING”为例,从进港准备、出发时机的选择等方面详细分析了引领超大型船的全过程,并总结进港和靠泊的技术要领,以期为业内同仁提供技术参考。     

从河床冲淤分析沉管法修建长江水下隧道问题

文章从三峡水库泥沙入库量的减少以及三峡水库对泥沙的拦截作用两个方面分析了三峡水库对长江中下游河床冲刷的影响,具体剖析了现有冲刷数值模拟的最大冲刷量远较实际冲刷量为小的原因,因此得出了在三峡以下长江中下游不宜采用沉管法修建长江水下隧道的结论。对于重庆地区朝天门两江隧道的修建方案问题,文章在分析了决定修建沉管隧道方案可行性的两个关键参数,即河床水深和水流流速后,指出只要采取相应工程措施,采用沉管法修建两江隧道是可行的。     

船闸的门槛水深（二）——船舶过闸所需的最小门槛水深

目前国内针对“船舶过闸时所需的最小门槛水深”的研究还没有形成系统性的成果。通过分析已有的研究成果,提出“船舶过闸时所需的最小门槛水深”由船舶吃水和富裕水深组成,富裕水深由船舶航行下沉量和最小安全富裕水深组成;影响船舶过闸时的航行下沉量的主要因素是船舶的阻塞系数、航行速度和水深。根据已有的研究成果的适用条件,介绍一种估算船舶过闸时的航行下沉量和极限航速的计算方法。最小安全富裕水深主要用于补偿航行下沉量估算的可能误差和枢纽运行中的推移波产生的水面波动,枢纽运行中产生的非恒定流是推移波的主要来源,一般情况下最小安全富裕水深可取30 cm,当预计推移波对门槛水深的影响比较显著时,应开展专门研究。     

水深条件对单桩基础局部冲刷和流场结构的影响

在清水条件下,对单桩基础周围的局部冲刷和流场结构进行了三维数值模拟研究。结果表明,冲刷深度、冲刷坑尺寸和流场结构受相对水深(h/D=0.5～2.5)的影响显著。随着h/D的减小,单桩周围的冲刷深度单调递减,且桩前和桩后冲刷深度的减小幅度大于桩侧的减小幅度;随着h/D的减小,桩前半径和桩侧半径均单调递减,但桩侧半径的变化速率略慢。这些变化趋势均与桩前马蹄涡和下降流动以及桩后上升流动随相对水深的减小明显减弱有关。此外,相对水深较小时,冲刷坑下游的尾涡更贴近床面,导致下游堆积体的高度较低。     

LNG泊位靠泊设施及结构设计

LNG船型干舷高、外侧弧度大、船体中心不对称于管汇中心,靠泊时会遇到船舶与护舷接触点过高、与护舷接触面积过少的问题,常规靠船结构及设施难以适应多等级船舶的停靠要求,存在靠泊安全隐患。针对此问题,结合嘉兴港某LNG码头进行靠泊结构设计和靠泊设施布置,通过不同船舶在不同作业工况下的船岸匹配,分析橡胶护舷和船体平行舯体长度的匹配度,提出在靠船墩内侧上方设置反向靠船构件,优化内、外侧橡胶护舷布置高程,以满足多种等级船型靠泊适应性,保证船舶与护舷的接触面积,避免护舷局部压强变大,船体受损。采用物模试验测定船舶运动量、系缆力和撞击力等物理量,验证靠船构件和护舷布置的合理性,确保满足LNG船舶安全靠泊的作业要求。