考慮淺水效應(yīng)的船舶操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬.pdf

1、當(dāng)前長(zhǎng)江黃金水道戰(zhàn)略的提出為我國(guó)長(zhǎng)江流域航運(yùn)的發(fā)展帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。與此同時(shí)，隨著航運(yùn)業(yè)的迅速發(fā)展，船舶噸位急劇增大，船舶航速不斷提高，航道變得越發(fā)擁擠，使得船舶通航安全也受到越來(lái)越多的重視。船舶操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬是研究船舶運(yùn)動(dòng)參數(shù)，提供船舶操縱指標(biāo)的有效途徑和手段，可為通航安全提供重要決策基礎(chǔ)。近年來(lái)，船舶安全事故在長(zhǎng)江流域時(shí)有發(fā)生，其中在山區(qū)河流尤為突出，其坡陡流急的特性是一個(gè)重要的原因。另外，船舶的操縱性能的好壞也與船舶航行的安

2、全性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。雖然長(zhǎng)江黃金水道已完成部分渠化，部分山區(qū)河流的航道條件有所改善，但山區(qū)河流的整體航運(yùn)形勢(shì)仍不容樂(lè)觀，尤其是部分淺水流域造成諸多行船不便，甚至水上交通事故;并且西南地區(qū)的水運(yùn)主要依托于山區(qū)河流，所以針對(duì)山區(qū)河流（尤其是淺水域）通航安全性即船舶操縱性能預(yù)報(bào)的研究具有非常重要的實(shí)際工程意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹平面二維水流數(shù)學(xué)模型的建模原理及離散方法，并基于該模型采用Fortran語(yǔ)言編寫(xiě)計(jì)算程序，與此

3、同時(shí)，運(yùn)用工程實(shí)例驗(yàn)證該水流數(shù)學(xué)模型的可行性及精確性，并為船舶操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬提供流場(chǎng)分布信息。⑵介紹在深水域條件下，以MMG模型為基礎(chǔ)的船舶操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬中的船舶運(yùn)動(dòng)方程，方程中所涉及的水動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算方法，以及方程的離散求解方法。運(yùn)用Fortran語(yǔ)言依據(jù)模型搭建仿真平臺(tái)，并采用實(shí)船船型參數(shù)對(duì)搭建的船舶操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了適用性驗(yàn)證，及各工況條件下的典型船舶操縱性試驗(yàn)即回轉(zhuǎn)試驗(yàn)和z形試驗(yàn)，為船舶操縱性試驗(yàn)仿真提供基礎(chǔ)鋪墊。⑶以深

4、水域船舶操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，考慮淺水影響，采用對(duì)部分受影響較大的水動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行數(shù)值修正的方法，來(lái)構(gòu)建考慮淺水效應(yīng)的船舶操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型。并運(yùn)用Fortran語(yǔ)言編寫(xiě)計(jì)算程序，構(gòu)建仿真平臺(tái)，為淺水域船舶操縱性試驗(yàn)以及淺水效應(yīng)影響分析，提供有力支撐。并進(jìn)行動(dòng)水、靜水條件下的各工況航行試驗(yàn)，如Z形試驗(yàn)，回轉(zhuǎn)性試驗(yàn)對(duì)該數(shù)學(xué)模型進(jìn)行可行性驗(yàn)證。⑷采用實(shí)船數(shù)據(jù)結(jié)合深水域、淺水域工況下的仿真平臺(tái)，針對(duì)藤縣大橋附近水域進(jìn)行復(fù)雜工況的操縱運(yùn)動(dòng)仿真，并