臺(tái)風(fēng)作用下船舶單點(diǎn)系泊的試驗(yàn)研究.pdf

1、防風(fēng)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)是我國(guó)大量使用的一種單點(diǎn)系泊系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前主要利用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行系泊力的設(shè)計(jì)。本文使用數(shù)值計(jì)算和物理模型試驗(yàn)對(duì)單點(diǎn)系泊的系泊力進(jìn)行研究。 文章在分析了國(guó)內(nèi)外對(duì)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)研究成果的基礎(chǔ)上，采用時(shí)域分析方法初步建立了單點(diǎn)系泊系統(tǒng)在風(fēng)、浪、流聯(lián)合作用下的數(shù)值計(jì)算模型。在建立的數(shù)值計(jì)算模型中用非線性Stokes五階波作為系泊系統(tǒng)的波浪外荷載輸入，計(jì)入Bernoulli方程中的速度平方項(xiàng)體現(xiàn)波浪二階力對(duì)系泊系統(tǒng)的影響，在

2、Hamilton型擬變分原理體系下，采用了一種時(shí)間子域以五次B樣條函數(shù)插值的時(shí)間子域法。用數(shù)值模型及六個(gè)船舶系泊力經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式對(duì)四種艦船在給定的設(shè)計(jì)海況下的系泊力進(jìn)行計(jì)算，在此基礎(chǔ)上，找到了適合狹長(zhǎng)船型使用的防風(fēng)單點(diǎn)系泊系泊力的計(jì)算公式即奎因公式。 在物理模型試驗(yàn)中，使用弗勞德數(shù)(Froude number)相似確定船模、纜繩、錨鏈及風(fēng)速等模型比尺。通過(guò)模型試驗(yàn)來(lái)確定奎因公式中的參數(shù)，如風(fēng)動(dòng)力影響系數(shù)、水流力組合系數(shù)。還對(duì)三種特

3、征艦船的防風(fēng)系泊進(jìn)行了物理模型試驗(yàn)，研究了防風(fēng)水鼓單點(diǎn)系泊系統(tǒng)在風(fēng)、浪、流單獨(dú)作用和組合作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和受力特征，分析了防風(fēng)單點(diǎn)系泊的影響因素及影響程度，提出了更適合艦船使用的防風(fēng)水鼓單點(diǎn)系泊系統(tǒng)系泊力的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：風(fēng)和流共同作用引起的系泊力與單風(fēng)、單流作用下產(chǎn)生系泊力的疊加值不一致，風(fēng)和流對(duì)產(chǎn)生單點(diǎn)系泊系統(tǒng)系泊力方面存在耦合效應(yīng)，文中在奎因公式基礎(chǔ)上引入風(fēng)流耦合效應(yīng)系數(shù)μ，發(fā)現(xiàn)μ和船舶水線上下面積比Au