三峽水利樞紐船隊(duì)淺水操縱性模擬計(jì)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(yàn)進(jìn)行分析論證。以往的實(shí)船和船模操縱性試驗(yàn)是為了避免淺水及水深變化對試驗(yàn)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(jìn)行的。三峽通航船隊(duì)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(shí)有發(fā)生,擱淺船只會(huì)堵塞航道

2、,直接影響了水利工程樞紐通航的正常運(yùn)行。譬如2008年10月20日,“海牛9號(hào)”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(hào)”、“江航16號(hào)”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(duì)操縱性的影響,進(jìn)行淺水操縱性模擬計(jì)算研究是非常有必要的。
　　 船舶操縱運(yùn)動(dòng)方程是船舶操縱性預(yù)報(bào)的核心。研究淺水船舶操縱性,必須得出淺水操縱性運(yùn)動(dòng)方程,利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)編制出相應(yīng)程

3、序,以便對其進(jìn)行模擬研究計(jì)算,驗(yàn)證方程可行性。因?yàn)榇吧钏倏v性運(yùn)動(dòng)方程和淺水操縱運(yùn)動(dòng)方程一致,主要區(qū)別是水動(dòng)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(xiàn)專著很少,本論文在閱讀學(xué)習(xí)大量文獻(xiàn)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(yàn)公式,從船舶受力出發(fā),得出淺水操縱性水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)的計(jì)算公式。通過借助船舶深水操縱性運(yùn)動(dòng)方程,求出了船舶淺水操縱性運(yùn)動(dòng)方程。
　　 本論文計(jì)算機(jī)編程以MatlabR2009b為平臺(tái),

4、編制了相應(yīng)計(jì)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(bào)與仿真。為了驗(yàn)證程序的可行性,對三峽水利工程船隊(duì)淺水通航進(jìn)行了模擬計(jì)算,其結(jié)果與西南水運(yùn)工程科學(xué)研究所蔡汝哲研究員《三峽通航船隊(duì)1/100船模操縱性能率定試驗(yàn)及淺水操縱性能試驗(yàn)研究報(bào)告》相關(guān)成果進(jìn)行了比較,基本一致,達(dá)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(diǎn),懇請各位專家和讀者批評(píng)指正。我也會(huì)在以