三峽水利樞紐船隊淺水操縱性模擬計算研究.pdf

1、水利工程樞紐通航是水利水電工程的重要組成部分,其研究主要通過水工模型、船模等,通過大量試驗進行分析論證。以往的實船和船模操縱性試驗是為了避免淺水及水深變化對試驗的影響,都是在無限深的水域(水深大于或等于7倍船舶吃水深)中進行的。三峽通航船隊吃水為2.9m,而在三峽工程引航道中,水深僅為5m左右,H/T不足2,顯然屬于有限深水域(淺水域)。有限深水域?qū)Υ暗牟倏v性是有一定影響的。近年來,淺水區(qū)航行的船舶擱淺事故時有發(fā)生,擱淺船只會堵塞航道

2、,直接影響了水利工程樞紐通航的正常運行。譬如2008年10月20日,“海牛9號”輪載煤炭5000噸,下水航行至長江中游監(jiān)利窯監(jiān)水道航道內(nèi)擱淺。同日,“順風(fēng)555號”、“江航16號”輪分別滿載煤炭,下水航行至長江中游同一水域擱淺。因此,為研究解決淺水對船隊操縱性的影響,進行淺水操縱性模擬計算研究是非常有必要的。
　　 船舶操縱運動方程是船舶操縱性預(yù)報的核心。研究淺水船舶操縱性,必須得出淺水操縱性運動方程,利用現(xiàn)代計算機編制出相應(yīng)程

3、序,以便對其進行模擬研究計算,驗證方程可行性。因為船舶深水操縱性運動方程和淺水操縱運動方程一致,主要區(qū)別是水動力系數(shù)不同。國內(nèi)外系統(tǒng)研究淺水船舶操縱性的文獻專著很少,本論文在閱讀學(xué)習(xí)大量文獻資料的基礎(chǔ)上,結(jié)合目前國內(nèi)外對淺水操縱性研究的前沿理論和部分經(jīng)驗公式,從船舶受力出發(fā),得出淺水操縱性水動力導(dǎo)數(shù)的計算公式。通過借助船舶深水操縱性運動方程,求出了船舶淺水操縱性運動方程。
　　 本論文計算機編程以MatlabR2009b為平臺,

4、編制了相應(yīng)計算程序,用四階龍格.庫塔法求解,建立了船舶淺水操縱性預(yù)報與仿真。為了驗證程序的可行性,對三峽水利工程船隊淺水通航進行了模擬計算,其結(jié)果與西南水運工程科學(xué)研究所蔡汝哲研究員《三峽通航船隊1/100船模操縱性能率定試驗及淺水操縱性能試驗研究報告》相關(guān)成果進行了比較,基本一致,達到通航安全的基本要求,可以為淺水船舶操縱性提供參考,確保通航安全。由于本人水平有限,論文難免有一些不成熟的理論觀點,懇請各位專家和讀者批評指正。我也會在以