复杂流态下系泊船的水动力特性研究
2021-02-25姚慧岚刘洪杰
水道港口 2021年5期
张 博,姚慧岚,刘洪杰,刘 勇
(1.中国海洋大学 工程学院,青岛 266000;2.浙江省交通规划设计研究院有限公司,杭州 310000)
全球经济的快速发展,使得船舶逐渐向大型化以及专业化发展,港口工程建设也不断走向深海和远海。深海码头以及开敞式码头泊位处的水流条件十分复杂,如宝钢马迹山码头等[1],具体表现为水流速度大、横向水流明显、水流方向沿水深变化等。系泊船在码头停泊或系泊作业时会受到严重影响,甚至出现断缆现象,威胁系泊船的泊稳安全以及作业效率。因此,有必要对复杂流态下系泊船的水动力特性进行研究,为大型船舶系泊方式优化、保证泊稳安全等提供一定的科学依据和参考。
Bomze基于一阶线性波理论和Froude-Krylov假设,发展了浮动刚体六个自由度的运动方程系统,考虑了作用在刚体上包括水动力、系泊力及龙卷风或水流引起的外力在内的作用力。Krishnankutty等[2]研究了船舶航行所产生的波浪和水流对系泊船的影响,他们首先将系泊船简化成抛物线截面,然后求解系泊船的运动方程,分析不同种类的系泊缆绳所受的作用力,并将其与已有试验和理论结果进行了对比。于洋等[3]对码头系泊船的水动力特性进行了研究,将船体处理为细长体,计算了二维船体剖面的附加质量,数值结果表明,在某些频率处,附加质量为负值。张福然等[4]通过理论分析、模型试验以及与国外计算公式的对比分析,给出了计算船舶水流力系数的经验公式和半经验公式。……
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