內(nèi)河通航船舶操縱性指數(shù)的理論計(jì)算及模擬計(jì)算研究.pdf

1、近年來，我國航運(yùn)事業(yè)正隨著世界航運(yùn)事業(yè)的蓬勃發(fā)展而迅速崛起。我國內(nèi)河航道通航里程達(dá)13.3萬公里，約占河流總長的32％。全國內(nèi)河港口1300多個(gè)，其中萬噸級泊位達(dá)200多個(gè)，水上綜合運(yùn)輸能力位居世界第一。經(jīng)過多年的建設(shè)與發(fā)展，長江干線已成為世界上水運(yùn)最為繁忙和運(yùn)量最大的河流，尤其是三峽工程竣工蓄水以后，使得長江上游內(nèi)河航道的水位升高、水面增寬，一些萬噸級的船隊(duì)都可以順利通航，更使由內(nèi)陸至沿海的水上交通尤為便利。但是我國內(nèi)河航道大都曲折多

2、變，水流條件復(fù)雜，一旦發(fā)生撞船、觸礁等事故，尤其是原油、化學(xué)品等的泄露，不但造成環(huán)境污染、生態(tài)破壞，也給沿江人民的生活帶來最直接的巨大影響。所以保證內(nèi)河航道船舶的通航安全是至關(guān)重要的。采用小尺度自航船模研究內(nèi)河航道船舶通航條件，是當(dāng)今航運(yùn)發(fā)達(dá)國家采用的一項(xiàng)新技術(shù)，它能更真實(shí)更直觀的反映航道的通航條件，是提高內(nèi)河通航條件研究質(zhì)量的有效手段。已在我國三峽等內(nèi)河通航研究中發(fā)揮了重要作用。采用小尺度自航船模研究通航問題需要滿足一定的通航條件，除

3、了幾何相似、排水量相似和動力相似外，有一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是要滿足船模和實(shí)船的操縱性能相似。由于尺度效應(yīng)等的影響，小尺度自航船模的操縱性能和實(shí)船存在偏差，這需要獲得實(shí)船的K、T等操縱性能指數(shù)以便作為船模操縱性能率定和修正的依據(jù)。通常的做法是采用實(shí)船試驗(yàn)得到實(shí)船的操縱性能指數(shù)K、T。但是，由于客觀條件的限制，往往無法通過實(shí)船試驗(yàn)取得K、T指數(shù)。所以，通過模擬計(jì)算的方法獲得實(shí)船K、T等操縱性能指數(shù)，作為船模操縱性能率定和修正的依據(jù)就變得格外有意義

4、。
　　 本文為獲得真實(shí)的實(shí)船操縱性指數(shù)，根據(jù)目前對船舶操縱性研究的一些前沿研究理論和船舶操縱性水動力導(dǎo)數(shù)的公式推導(dǎo)，從船舶受力的根本出發(fā)，結(jié)合部分經(jīng)驗(yàn)公式，列出船舶操縱性運(yùn)動方程式，并利用高精度的四階龍格庫塔法編制計(jì)算機(jī)程序參照實(shí)船參數(shù)進(jìn)行仿真模擬計(jì)算。另外結(jié)合自航小尺度船模的研究試驗(yàn)，分析舵面積對船舶操縱性的影響限制，找出舵與船舶操縱性之間的相互關(guān)系，以便于舵與船舶進(jìn)行最佳的配置，從而為提高船舶的操縱性能提供參考。通過Mic

5、rosoft Visual Basic程序仿真模擬計(jì)算得出的船舶操縱性運(yùn)動(10°)Z形曲線與實(shí)船試驗(yàn)的(10°)Z形曲線大致相同，獲得的K'，T'指數(shù)存在一定的偏差，K’指數(shù)的最大偏差為-2.52％、最小偏差為-1.34％，T’指數(shù)的最大偏差為-8.22％、最小偏差為+2.76％。取得了比較理想的結(jié)果，可以作為船模率定的參考依據(jù)。在分析舵面積與船舶操縱性的關(guān)系上，發(fā)現(xiàn)舵面積不是越大船舶的操縱性就越好，舵面積與船舶之間存在一個(gè)臨界值，要