盘锦入海液压式垂直升船机设计研究

盘锦市辽滨水城内外海通航建筑物采用中国首创的部分平衡液压式垂直升船机型式,也是国内第一台入海式升船机,其规模按通过35.0 m×7.4 m×2.41 m(长×宽×吃水深度)的游艇尺寸设计。升船机由对称分布在承船厢两侧的4×300 t液压油缸提供升降动力,在承船厢两侧均匀对称布置12组平衡重,承船厢加载水总重2 050 t,平衡重总重1 200 t。介绍了该升船机的基本工作原理和结构型式,重点阐述了各部件的设计方案及升船机运转、控制程序。相关经验可供我国同类型升船机的设计工作借鉴。     

新型扶梯式双向水力升船机及运行稳定性分析

随着社会经济的发展,在中小河流发展通航及生态旅游越来越受到重视,鉴于传统的升船机和船闸结构复杂、投资大且自然和谐性差,提出了一种新型扶梯式双向水力升船机,其结构简单、操作方便,完全靠水力驱动,环保节能,具有良好的经济实用性。为了分析该种升船机的运行稳定性,建立了船体-缆绳-承船厢-水体的流固耦合数值模型,模拟分析了升船机运行过程中厢内水体和船体晃动的规律,探究了提高运行稳定性的措施。分析发现,厢内船体的晃动位移和承船厢受到的动水压力均在减速阶段出现峰值,晃动位移峰值与停船加速度的大小几乎成正比,且不受厢内水深变化的影响;水体晃动的频率与厢内水深有关,与停船加速度无关。据此,在承船厢内设置垂向挡板、T型挡板可在一定程度上减少厢内船体的晃动位移,而在承船厢内设置纵向、横向缆绳可以明显减少厢内船体的晃动位移,并且纵向缆绳的减晃效果好于横向缆绳。     

二维浅水狭航道船舶变速航行的有限元计算

本文从二维浅水波方程出发,采用有限元计算船舶变速驶进、驶出大坝升船机承船厢时的水动力学过程.二维浅水波方程理论把行驶船舶对水面的作用力直接加在二维浅水波方程里,以此来计算水表面波动和水平流速.水动力波产生的水动压力又影响到船舶的运动.本文研究船舶和水体的相互作用.它描述了水面波动、水平流速、船舶的纵倾角、船和厢底的最小间隙、以及承船厢受的水体总重量、水动力矩等重要物理量在船舶行驶过程中的变化规律.本文算例的结果和文献[5]给出的实验数据大体一致.计算结果还发现,船舶驶出承船厢时下沉和纵倾的幅度比船只驶进承船厢时要稍大一点.工程上应当予以重视.     

斜面升船机运动系统初析

外面升船机在运行过程中和事故状态下,承船厢内水域的水力学问题非常复杂,直接关系到船只和乘客的安全。如不妥善解决,将会影响到它的应用和发展。目前,多以物理模型为手段,对斜面升船机进行分析研究。本文结合清江斜面升船机,着重从运动学的角度上,对斜面升船机进行理论探索,建立了相应的运动方程,是一次初步的尝试。     

清江隔河岩升船机均衡油缸密封结构及性能试验

清江隔河岩升船机是三峡升船机的中间试验机，采用钢丝绳卷扬垂直提升式。均衡油缸是保持承船厢水平升降、钢丝绳载荷均衡的关键设备，对油缸的密封性能有严格的要求。其工作可靠性对升船机的安全运行有直接影响。为此对隔河岩升船机均衡油缸研制了特殊的密封结构。对这两种不同的密封结构及性能试验结果进行了简要介绍。     

三峡升船机承船厢整体动态特性研究

采用比尺为25的承船厢整体动态模型,通过微机控制的多通道测量分析系统,对三峡升船机承船厢运行过程中的整体动态特性,如吊索拉力、厢内水体和系缆力变化进行了初步的综合性研究,对影响上述动态特性的诸因素及其相互关系进行了初步探讨。     

全平衡垂直升船机承船厢漏水过程分析

全平衡垂直升船机防事故能力,通常主要是指升船机防止承船厢漏水以及在承船厢漏水事故发生时升船机的事故应对能力.对于载运客船的升船机,防事故能力是升船机十分重要的安全性指标.对于以过货轮为主的升船机,需综合考虑安全性、经济性和运行可靠性,针对事故的可能原因和可能产生的最不利后果,采取合理的漏水事故应对措施.为此首先应对漏水量的大小和漏水速率进行分析,为选择相应的技术方案提供相关的依据.根据薄壁小孔出流的水力学公式,建立了不同事故工况下变水头小孔出流的承船厢漏水数学模型,导出了船厢失水深度随时间变化的函数关系,并结合高坝洲升船机和彭水升船机,分析了承船厢在漏水情况下继续运行的条件.     

水力浮动式升船机输水系统仿真分析

景洪水电站的水力浮动式升船机是通过改变设置在竖井中的平衡重浮筒与承船厢重量之差来驱动整个系统运行。本文根据设计方案,分别建立输水系统能量方程、平衡重浮筒——承船厢系统的运动方程和竖井充泄水的连续方程,并构成了水力浮动式升船机整个系统的仿真数学模型。通过计算,得到了输水系统水力特性及承船厢运行特性参数的变化过程。结果表明,承船厢运行速度平稳,最大加速度为 0.009m/s2,不超过加速度设计要求限值,说明水力浮动式升船机输水系统能够保证承船厢的稳定运行,竖井、平衡重浮筒及承船厢的布置型式是合理的。     

升船机主提升油缸同步控制系统研究与应用

为保证升船机运行的稳定性、安全性,提高升船机的运行效率和使用寿命,提出了一种基于电液比例技术的升船机主提升油缸同步控制系统。详细介绍了该系统的原理、组成及应用。该系统保证了液压提升式升船机主提升油缸的同步运行,提高了系统运行的稳定性。     

水工枢纽泄洪及电站负荷调节对垂直升船机运行的影响

本文介绍了水口电站因泄洪与电站负荷调节引起的坝下往复波流对垂直升船机运行影响的水力学试验成果.在试验研究的基础上提出以下成果：承船厢与航道中影响波高值的因素；从电站调峰到承船厢内出现允许波幅所需时间T1及到达稳定水位所需时间T2；承船厢、航道中可能出现的最大、最小水深；承船厢中最大、最小水重与超载情况；瞬时水面线、最大水面坡度和流速.以上成果为垂直升船机的安全运行提供了依据。     

升船机内船舶吃水检测系统研究

在长江三峡升船机船舶试通航阶段,吃水安全检测依旧使用人工读取水尺的方法,效率偏低且精度不高,为此设计了一套基于STM32与FPGA双核结构的下位机系统和基于MFC的上位机预警软件系统。该系统主要依据水下超声波的传播模型和超声波的衍射效应,结合实时水位变动信息,采集得到通航船舶吃水量的点阵数列,最后计算得出通航船舶的吃水深度。通过在三峡升船机的现场实验和国家计量院的认证,证实该系统具有安装检修方便、实时性高等优点,测量吃水量与船舶水尺的对比差小于0.08 m。     

高速双体客船船行波特性现场观测

应用珠江三角洲部分航道中高速双体客船船行波现场观测资料，分析船行波波态和特性。并与普通客船船行波比较，分析船行波对岸坡的影响。     

水口水电站三级船闸及垂直升船机

水口水电站航运对坝采用一线三船闸和一线２×５００ｔ垂直升船机。三级船闸采用国际上较为先进的多区段等惯性输水系统，并采用廊道突扩结构，有效地解决了空蚀问题。升船机采用湿运全平衡丝绳卷扬式，船闸和升船机可共用上，下游引航道。     

三峡垂直升船机船厢供电系统优化设计

三峡垂直升船机是目前世界上规模最大的升船机,为了确保其船厢内船舶及人员的安全,对供电的可靠性提出了非常高的要求。着重介绍了三峡垂直升船机船厢供电及其控制系统的设计方案,并在该方案基础上提出了船厢“安全环”供电系统的优化方案。这一优化方案简化了复杂的逻辑关系,便于管理和安全运行,可以极大地提高船厢供电的可靠性。     

Capillary-gravity ship wave patterns

Ship wave pattern is a fascinating research topic in the fields of marine hydrodynamics and water waves. Within the pure-gravity wave theory, the ship wave pattern composed of transverse waves and divergent waves appearing on the downstream is confined within a sector symmetrical about the ship track with a half-angle 19°28'. However, when the surface tension is accounted for, the wave pattern is greatly modified especially at a low translating speed. Besides the minimum speed of capillary waves c_(min)= 0.23 m/s below which waves cannot be generated, there is another critical speed c_(div)= 0.45 m/s associated with the disappearance of divergent waves. In the present paper, the wave patterns created by a steadily translating source are studied, and they are examined with the crestlines obtained from the asymptotic analysis.     

船舶航行条件的快时模拟

本文说明了船舶在航道中航行条件快时模拟的原理，建立了船舶运动的基本方程、水动力模型，说明了影响船舶运动的“环境”因素及这些“环境”因素的计算方法. 通过算例，详细解释应用快时模拟研究航道航行条件的分析过程。     

船闸水力学研究方法论

为进一步拓宽船闸水力学研究的思维方式,在总结已有研究成果的基础上,介绍了船闸水力学研究的目的、方法和准确把握优化研究方向的思维方式;阐述了通过能力、船舶航行/停泊安全与船闸输水系统安全三者在船闸水力学研究中的辩证统一关系。研究提出:船舶安全高效过闸优化研究过程,是一个从全局着眼对各种问题和矛盾渐进让步和协调的过程,是在厘清矛盾主次、明确目的后遵循水流自身规律因势利导、跳出惯性思维陷阱的创新过程。结合大藤峡船闸水力学研究成果,对船闸水力学研究方法论进行了解析,可为后续船闸水力学研究者提供参考。     

一维船舶动力坐沉理论的研究

该文讨论并发展了一系列简单而实用的解决船舶在浅水窄航道中的动力坐沉问题的理论模型.模型建立从原始的一维方体船简化模型出发,一步一步发展到复杂的实船坐沉模型,从而行成一个模型系列.黏性边界层、船的横向排挤速度和波频散的影响都包括在最终改进的模型中.数学上它归结为求解空间三阶常微分方程,这可以容易地直接应用现成的程序,如MATHEMATICA,进行求解.该文将所有模型的船舶动力坐沉结果(升沉和纵倾)进行了讨论,并把它们与实验数据一起进行比较,以显示模型改进的效果.最终得出结论,改进的一维船舶动力坐沉理论可以很好地预测船舶在浅水窄航道中航行的升沉和纵倾以及坐沉的船舶临界速度.