三峽樞紐小尺度船模操縱性指數(shù)仿真計(jì)算研究.pdf

1、三峽通航建筑物的建設(shè)具有重大的社會效益和經(jīng)濟(jì)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(yùn)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(xiàn)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(fù)雜。所以保證內(nèi)河航道船舶的通航安全是至關(guān)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(yùn)動方向,需要轉(zhuǎn)向時能迅速地改變航

2、向,使船舶按照預(yù)定的航向航行,并且具有適當(dāng)?shù)耐４阅堋２倏v性包括四個方面的內(nèi)容即航向穩(wěn)定性、回轉(zhuǎn)性、轉(zhuǎn)首性及跟從性和停船性能。操縱性又與六個要素有關(guān),即舵、車、錨、纜、風(fēng)和水流。在船舶的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中,通常都是考慮以上幾個因素。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)利用船舶模型得出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)加上經(jīng)驗(yàn)公式擬合得到船舶運(yùn)行的參數(shù)。這種方法由于考慮的因素比較理想化以及試驗(yàn)條件的苛刻性正越來越不被人所采用。因此,根據(jù)船舶或船模操縱性實(shí)驗(yàn)結(jié)果辨識其水動力導(dǎo)數(shù)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(shù)一階K、T指數(shù)來描述。K表示回轉(zhuǎn)性,T表示船舶對舵的快速應(yīng)答性和航向的穩(wěn)定性。一般是運(yùn)用野本謙作一階K、T方程求的。操縱性指數(shù)與船體慣性、回轉(zhuǎn)阻尼和舵的回轉(zhuǎn)力矩有關(guān)。K是指每單位舵角的回轉(zhuǎn)力矩與每單位回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)角速度的粘性阻尼的比值。如果增加每單位回轉(zhuǎn)角速度的粘性阻尼,可以使K、T值都下降,即回轉(zhuǎn)性下降而航向穩(wěn)定性加強(qiáng)。如

4、果不改變粘性阻尼條件,只增加舵效,加大回轉(zhuǎn)力矩,船舶的回轉(zhuǎn)性將得到有效地改善。一般來說,對于操縱性良好的船舶,應(yīng)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(yīng)的影響和試驗(yàn)條件的限制,得到的K、T指數(shù)與實(shí)船存在偏差。本文就從另一個角度,運(yùn)用動量定理,簡化求解過程,求出操縱性指數(shù)。過船舶運(yùn)動水動力模型,篩選出影響船舶操縱性指數(shù)的主要影響因素:阻力荷載占主動力的比例分?jǐn)?shù)、舵角和船速,運(yùn)用DPS均勻設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)得