波浪周期对系泊船舶运动影响试验研究

系泊船舶泊稳是港口设计和营运过程中的重要问题,系泊船舶泊稳标准从实质上讲就是限制系泊船舶的运动量。较长周期波浪作用下的系泊船舶泊稳问题愈来愈受到各方的关注,选取了一艘10万吨级散货船进行横向不规则波作用下的系泊模型试验,在同一波高下变化入射波浪周期,通过系列试验,分析波浪周期对系泊船舶横移、横摇和升沉运动的影响。研究结果表明,系泊船舶横移运动量总体上均随着波浪周期的增大而增大,横移运动对波浪周期的响应敏感程度是变化的;系泊船舶横摇和升沉运动量均随着波浪谱峰周期的增大先增大然后减小,当波谱谱峰周期与相应的船舶固有周期接近时,横摇和升沉运动量均出现了一次峰值。     

重力式沉箱防浪墙型式对顶部越浪量的影响

随着我国沿海港口建设的不断发展,防波堤的越浪量及其产生的堤后次生波高成为影响港内泊稳条件的重要因素。本文针对福建省某一级渔港防波堤工程,采用1:36正态物理模型,进行了波浪断面物理模型试验。试验模拟了各种潮位、不规则波条件下重力式沉箱防波堤与波浪的相互作用,测量了不同重力式沉箱防浪墙型式在各级水位及相应100年一遇和50年一遇波浪作用下的堤顶越浪量和堤后次生波高,对原设计方案进行了优化,供今后的工程设计借鉴。     

随机海浪下的船舶非线性横摇与安全池研究

船舶大幅横摇运动是复杂的非线性问题,也是导致船舶倾覆的主要原因之一.该文通过对随机海浪下船舶非线性横摇运动进行分析,建立了横摇运动微分方程,采用数值方法在时域内对微分方程进行积分,模拟了船舶横摇运动响应,并研究了—实船在随机海浪中安全池的破损情况,得出该船的生存概率,分析了不同有义波高和航速下生存概率的变化.研究表明,数值方法以及安全池理论可用于预测船舶在随机海浪中的生存概率,从而可为船舶稳性衡准提供相关的参考.     

广州港内港港区河道感潮特性及设计通航水位分析研究

利用河道多年实测潮位系列资料，对广州港内港港区河道感潮特性进行判断分析，明确了广州港内港为介于内河与海岸港之间的河口港。考虑洪潮共同作用，港区设计通航水位等基本水文参数的分析与推算应至少取洪、中、枯各1个水文年进行代表分析，而不能只取海港的1个水文年。研究成果可为广州港内港港口、航道管理等提供一种新的思路。     

高速排水型船舶尾浪影响因素的数值研究

该文采用基于NURBS的高阶面元法与波谱函数法相结合的方法对高速排水型船舶的尾浪进行了数值计算,通过采用高阶面元法获取船舶近域波高,并对计算所得的有限波高数据进行波形分析获取波幅谱函数,从而求取较大范围的船舶尾浪.文中以最大波高作为判据,分析了船舶主尺度变化对船舶兴波及尾浪的影响,同时采用多判据的方法探讨了船型对船舶兴波和尾浪的影响.该文可为尾浪对环境影响的评估以及低尾浪船型的设计和优化提供相关参考.     

迎浪船舶的参数横摇分析

本文该文建立了三维非线性时域模拟运动方程;应用泰勒展开得到参数共振项系数;基于势流理论给出了非线性运动方程中来波影响项系数的确定方法.分析了发生参数横摇的范围和幅度;对船舶在不同波高、不同遭遇频率下的参数横摇幅值进行了系列预报,得到船舶参数横摇的发生区域图.     

浅水域中两船交错运行时的非定常波浪干涉

本文以Green-Naghdi（G-N）方程为基础,采用波动方程／有限元法计算两艘船舶在浅水域交错运动时的非定常波浪干涉特性。把运动船舶对水面的扰动作为移动压强直接包含在Green—Naghdi方程里,以描述运动船体和水面的相互作用。本文以S60 CB=0．6船为算例,给出在两艘船交错运动时,自由面波高,波浪阻力及横向力的变化特征。计算结果发现,当两艘船船首接近时,波浪阻力增加。接着,两艘船船身相向平行航行时,阻力减少。两艘船船尾相遇时,波浪阻力又增加。最后随着两船的远离,波浪阻力趋于正常。两船之间的侧向力呈现相似的变化规律。两船先承受横向排斥力,接着相互吸引,尔后又排斥。最后两船远离,横向力消失。计算结果表明,在两船间距较小和船速较大时,两船间的吸引力相当显著,应该予以充分重视。     

混合浪作用下系泊船舶运动响应规律试验研究

采用双峰频谱模拟涌浪和风浪同时出现的混合浪,以一艘26.6万立方米的LNG船舶为试验对象,对混合浪作用下系泊船舶的运动响应规律进行物理模型试验研究。结果表明:当混合浪能量一定时,系泊船运动量大多随着低频部分波浪能量的增大而增大;在一定装载状态下,系泊船纵荡和垂荡运动量随混合浪中涌浪周期的增大逐渐增大,横荡、横倾和回转运动量峰值与船舶自然固有横荡周期存在着一定的比例关系;当混合浪中风浪条件一定时,系泊船运动量大多随着涌浪波高的增大迅速增大;当混合浪中涌浪条件一定时,风浪波高的改变对系泊船舶运动量的影响较小;在横向波浪作用下,系泊船纵倾运动受混合浪变化影响很小。     

某海港码头直立式沉箱过渡段受力特性物理模型试验研究

针对直立式沉箱构筑物工程量小，造价合理，但未推广应用，对其受力特性研究较少的背景，为研究广东某海港码头直立式沉箱结构过渡段的受力特性与泊稳条件，采取物理模型试验研究方法，建立１∶４０的正态水槽风浪物理模型试验，从结构所受波浪力、直立式沉箱堤顶越浪量、堤前护顶块石稳定性等方面对直立式沉箱过渡段受力特性进行研究分析。分析结果表明，实例工程码头过渡段采用直立式沉箱结构满足结构受力和泊稳要求，码头断面越浪量较小，结构方案合理可行。     

斯里兰卡渔业码头修复工程设计与施工特点

为保证工程质量,根据斯里兰卡渔业码头修复工程等级要求及斯里兰卡渔港水文、波浪、地质条件,按照规范标准,有针对性地选取码头结构型式,采用石笼作为重力式码头的胸墙;在施工过程中,严格控制进场原材料的质量。运用情况表明,采用该方案减少了工程投资、方便了施工、缩短了工期;同时消减了港池内波浪的能量,有利于渔船停靠及船舶泊稳作业,使用效果良好。     

滑坡涌浪影响下船舶航行限制范围试验研究

三峡库区滑坡时有发生,滑坡产生的涌浪对航道中的船舶航行安全构成巨大威胁。以万州沱口码头河段为原型,设计岩体滑坡涌浪物理模型试验。试验中测得不同工况下首浪高度和沿程涌浪高度,运用回归分析方法得到首浪高度和沿程涌浪衰减的经验计算式,并由此推算得出船舶航行限制范围的计算式。运用船舶模型试验的方法对船舶航行限制范围计算式进行了验证,同时对波流场中如何计算进行说明。船舶航行限制范围的确定可为船舶避险措施研究提供重要依据,对减少滑坡涌浪对船舶损坏及人员伤亡具有重要的现实意义。     

Prediction of ship-ship interactions in ports by a non-hydrostatic model

Complicated channel geometry and currents may aggravate the interactions between passing ships and berthed ships, which should be evaluated and taken into account in a port design. A method for predicting the ship-ship interactions, based on a non-hydrostatic shallow water flow model, is presented in this paper and is validated by comparing the numerical results with experimental data. The method is subsequently applied to predict the interaction forces acting on a berthed ship due to a passing ship in ports. The influences of the difference of the water depths between the dock and the main channel, the dock geometry, the current and another berthed ship in the dock on the ship-ship interactions are studied. Analysis based on the numerical results is carried out, which is useful for the port design.     

内河航道中船行波在岸坡爬高的数值模拟

该文基于RANS方程、RNG k-ε湍流模型建立数值波浪水池,用VOF法追踪自由面的位置,并模拟了内河航道中船行波的生成、传播、爬高和岸壁反射过程,且与典型断面航道中船行波在岸坡最大爬高和回落的现场测量值进行了比较,验证了数值模型的有效性。通过对航道中船行波进行数值模拟,获得了船行波的波形及其在岸坡上爬高与回落的最大值。分析了船舶吃水、航速和航道岸坡倾角对特征波高以及最大爬高与回落的影响。最后建立了计算船行波特征波高、爬高和回落的经验公式。     

大藤峡水利枢纽船闸中间渠道非恒定流三维数值模拟研究

采用两相流模型,辅以RNGk-ε湍流模型来模拟双级船闸中间渠道的水力特性,对于自由水面的模拟采用了VOF法.通过对中间渠道中非恒定流的三维数值模拟,主要针对波速、振荡波高、局部水面比降、渠道流速等水力要素进行分析,给出了上、下级船闸不同运转方式下的水力特性,为工程设计提供依据,且可为今后类似工程提供参考和借鉴.     

黄、渤海近海海浪环境测量与分析

利用近海海浪环境开展大尺度船模试验是一种有效的船舶性能试验技术,了解近海海浪环境特征对该试验的开展具有重要意义。文中对黄、渤海多个海域近海海浪进行实地测量,采用谱分析法得到测量海浪的有义波高、特征周期、波能谱等参数,并将实测波浪谱与大洋谱进行无因次化比较,讨论了实测波浪谱与大洋谱的相似性。分析结果表明特定风向与潮汐条件下近海海浪谱与大洋谱具有相似性。     

波浪群性作用下系泊船运动响应和统计特征值分析

码头前系泊船的运动响应与缆绳张力对于码头的运营安全至关重要。波群对系泊浮体波浪载荷特性不同于普通的随机波浪,具有一定的特殊性。该文对两种模拟波群方法进行了讨论,分析了两种模拟波群方法的特点以及群性与波浪统计特征值之间的关系。在此基础上开展了群性波浪作用下系泊船的运动响应研究,得出了谱峰因子?、群高参数GFH和群长参数GLF与波浪特征波高的变化规律。     

船模通航波高采集测量系统及其应用

目前,有关引航道通航水流的研究,国内主要依赖于实体模型及船模试验,波高测量对于航道通航问题,对船队航行安全具有非常重要的意义.开发了一套由软、硬件组成的波高数据自动采集分析系统,并将其成功应用于乌江银盘水电站水力学整体模型.该系统使用方便、迅速、易操作,可满足科研生产需要.由于采用面向对象方法开发,进一步开发功能十分方便.     

船行波作用下桥梁浮式施工平台动力响应分析

为研究船行波对浮式平台动力响应的影响,以国内某桥施工中设计的浮式平台为研究对象,使用海洋工程有限元分析软件 USFOS 建立了包含龙门吊在内的浮式平台模型,分析了浮式施工平台对波浪周期的敏感性,并研究了船舶航速以及船行波入射角度对浮式平台动力响应的影响。结果表明: 波浪周期对浮式结构动力响应影响很大,浮式平台自振周期应尽量远离船行波周期,以降低平台动力响应; 船舶航速增高会使波高、周期增大,设计航速应考虑浮式结构在波浪荷载下的动力响应影响; 船行波浪入射角度对该类结构的动力响应影响较大,按照 0°的入射角进行动力响应分析会低估船行波浪荷载影响。此研究成果对浮式施工平台的设计及施工具有一定的指导意义。     

波流联合作用下的物体上的波浪绕射力

本文研究了在波流联合作用下的任意三维物体的波浪绕射问题,建立了求解物体上的波浪绕射力的时域解理论模型。本文证明了对于任意三维物体,如果在自由面条件简化时,假设定常兴波势为有限量阶,则在波浪绕射力公式中,不存在含有绕射势的水线积分项。从数学上证明了水线积分项反映了自由面条件中定常兴波势和不定常势之间的耦合效应。在此基础上,本文提出了在波流联合作用情况下,作用在物体上的绕射力与辅助辐射势之间的关系式,从而不须求解绕射势便可得到绕射力。