三峽樞紐小尺度船模操縱性指數仿真計算研究.pdf

1、三峽通航建筑物的建設具有重大的社會效益和經濟效益。三峽工程的修建,可使長江上游水系的通航里程大大延長,防洪、發(fā)電、航運等綜合效益的提高顯著。同時長江是一條典型的限制航道,特別是長期以來航道,彎窄淺急等現象在局部非常突出,加上航線工程密集建橋頻繁使得條件日益惡劣,這也使得船舶航行的操縱問題變得更加復雜。所以保證內河航道船舶的通航安全是至關重要的。
　　 具有良好操縱性的船舶是指在直線航行時能夠保持運動方向,需要轉向時能迅速地改變航

2、向,使船舶按照預定的航向航行,并且具有適當的停船性能。操縱性包括四個方面的內容即航向穩(wěn)定性、回轉性、轉首性及跟從性和停船性能。操縱性又與六個要素有關,即舵、車、錨、纜、風和水流。在船舶的設計和運行中,通常都是考慮以上幾個因素。傳統(tǒng)的設計利用船舶模型得出的試驗數據加上經驗公式擬合得到船舶運行的參數。這種方法由于考慮的因素比較理想化以及試驗條件的苛刻性正越來越不被人所采用。因此,根據船舶或船模操縱性實驗結果辨識其水動力導數而深入研究其操縱性

3、能的方法目前廣泛的采用。
　　 船舶操縱性主要是通過操縱性指數一階K、T指數來描述。K表示回轉性,T表示船舶對舵的快速應答性和航向的穩(wěn)定性。一般是運用野本謙作一階K、T方程求的。操縱性指數與船體慣性、回轉阻尼和舵的回轉力矩有關。K是指每單位舵角的回轉力矩與每單位回轉角速度的粘性阻尼的比值,T是指船舶的慣性與每單位回轉角速度的粘性阻尼的比值。如果增加每單位回轉角速度的粘性阻尼,可以使K、T值都下降,即回轉性下降而航向穩(wěn)定性加強。如

4、果不改變粘性阻尼條件,只增加舵效,加大回轉力矩,船舶的回轉性將得到有效地改善。一般來說,對于操縱性良好的船舶,應具有較大的正K較小的正T。
　　 任何理論都有不足之處,由于船模尺度效應的影響和試驗條件的限制,得到的K、T指數與實船存在偏差。本文就從另一個角度,運用動量定理,簡化求解過程,求出操縱性指數。過船舶運動水動力模型,篩選出影響船舶操縱性指數的主要影響因素:阻力荷載占主動力的比例分數、舵角和船速,運用DPS均勻設計,設計得