船舶尾浪中系泊船舶的运动响应研究_杨吉.caj

【摘要】 随着船舶向大型化和高速化的方向不断发展,航行船舶产生的尾浪对附近船只以及环境的影响也越来越大,通过对港口实际情况的观察分析,我们容易发现,航行船舶产生的尾浪是影响港口内系泊船舶安全的一大因素。对于系泊船舶而言,航行船舶产生的尾浪对系泊船舶的运动及系泊力均会产生影响,严重时可能会导致装卸操作的停摆,系泊系统的崩溃等。如何准确预估航行船舶的尾浪和减小尾浪对系泊船舶的影响,已经成为了船舶工程界关注的重点问题之一。本文采用近、远域结合的方法对航行船舶的尾浪进行计算,在近场兴波的求解上,采用的是基于二阶面元法的SHIPFLOW;在远场兴波的求解上,采用的是SWASH波浪传播模型,计算中,以SHIPFLOW计算的近场兴波数据作为输入条件。同时本文基于线性势流理论和Cummins的间接时域理论,采用水动力学软件AQWA,数值模拟了系泊船舶在航行船舶尾浪中的运动及受力情况。具体的研究内容有:(1)采用基于二阶面元法的水动力学软件SHIPFLOW数值模拟了NPL高速排水型方尾船舶的近场兴波,分别计算了深水和浅水中,NPL高速排水型方尾船在不同傅氏数下的兴波阻力和兴波波形,与试验结果对比表明采用SHIPFLOW对船舶近场兴波进行计算是基本可行的。(2)釆用近、远域结合方法对船舶远场波形进行了数值模拟。基于近场兴波波形计算结果(或试验结果),通过SWASH波浪传播模型计算求解NPL高速排水型方尾船舶远域波形。本文采用该方法计算了不同水深时航行船舶的远场兴波波形,并基于近场试验数据,数值计算了变水深水域中航行船舶的远场兴波。(3)对航行船舶产生的尾浪对码头前系泊船舶的影响进行了研究。给出了波浪中系泊船舶运动的数值研究模型及基本控制方程,釆用基于二阶面元法的近场兴波计算模型结合SWASH波浪传播模型的方法获得了系泊船舶处由航行船舶产生的尾浪,通过水动力学软件AQWA对系泊船舶在尾浪作用下所受的波浪力、运动响应以及系泊力、护舷力进行了计算,讨论了航行船舶速度、两船间距、水深等因素对系泊船舶运动和受力的影响。

【关键词】 船舶尾浪； 二阶面元法； SWASH波浪传播模型； 近远域结合； 系泊船舶； 运动响应； 系泊力；