仲 鹏

(江阴赛福咨询有限公司，江苏 无锡 214400)

0 引言

在船舶种类中，工程驳船是一种类型繁多，用途广泛的船型。目前驳船在系泊或锚泊状态下缆索的强度，通常是通过规范的经验公式进行校核的。由于船型及工作环境的特殊性，这些经验公式的计算结果往往不够精确。本文将运用大型有限元软件SESAM建立驳船的有限元模型，运用三维势流理论分析其水动力特征，从而可以计算驳船所受到的环境载荷，并在此基础上，分析驳船在不同的系泊和锚泊工况下，缆索受到的张力，校核系泊缆索的强度。

1 基本理论

SESAM软件是目前计算船舶与海洋结构物的环境载荷较为先进的软件之一，它采用的理论为三维势流理论，计算作用于驳船上的波浪载荷。

船体的外载荷矩阵可以表达成如下形式［1～4］:

式中:FV(t)为船体的外载荷，Ffk为佛汝德－克雷洛夫力，Fd为波浪绕射力，Fw为风力，FC为流力，Fsd为二阶漂移力。

式(2)～式(6)中:Φ0和Φ7分别代表波浪的入射势和绕射势，P为风压，Vc为流速，Aw和Ac分别为受风和受流面积。Tsd为二阶传递函数，η(ωm)和 η(ωn)分别为2种频率的波的幅值，i为次数，ω为频率，ρ为密度，Rn为雷诺数。

采用 Wilson － theta［5］或者 Runge － Kutta［6］数值积分方法对其进行数值求解，可以得到作用于驳船上的外环境载荷。

2 驳船概况

2.1 驳船主要参数

驳船主要参数见表1。

表1 驳船主要参数

2.2 系泊及锚泊布置

(1)码头顶靠滚装的系泊布置

码头顶靠滚装的系泊布置如图1所示。

图1 码头顶靠滚装时系泊布置图

(2)码头系泊布置

钢丝绳码头系泊布置如图2所示。……