浮筒式防風單點系泊系統(tǒng)研究與應用.pdf

1、浮筒式防風單點系泊是我海軍水面艦艇和部分民用船舶在避風錨地抵御臺風災害的主要方式。它具有一般單點系泊系統(tǒng)(SPM)的共同特點，即系泊的船舶可繞著單點做360。旋轉，根據(jù)環(huán)境荷載(風、浪、流等)自動調整方位，使作用在單點上的系泊力能夠經常保持最小。 現(xiàn)有的SPM研究多限于對非極端海況，未見對船舶尤其是軍用艦船在以高風速為主要特征的臺風狀況下SPM系統(tǒng)的研究。1991年頒布的國家軍隊標準《防風系船水鼓》(GJB1119-91)對軍用

2、浮筒式防風單點系泊系統(tǒng)的設計和使用作了規(guī)定，但由于其存在明顯的理論缺憾和適用性差等原因，一直未能得到推廣使用，我軍用防風單點系泊設施的配置一直處于混亂的局面，有的存在嚴重的安全隱患。隨著艦船大型化發(fā)展，原標準存在的問題日益突出，迫切需要開展課題研究，從根本上解決防風單點系泊系統(tǒng)的理論計算和應用問題，為國家軍用標準的修訂提供理論和技術支持。本文的研究是結合軍隊“十五”科研規(guī)劃重點項目“海軍防風系船水鼓系列研究”開展的。 本文采用調

3、查分析、模型試驗、理論研究、工程實例等研究手段，對浮筒式防風單點系泊系統(tǒng)的系列問題展開深入的研究，包括防風系泊力研究、系泊曲線研究、錨體錨碇力研究和配系研究，最終形成了一套較為完整的理論應用體系。 具體來說，本文的主要研究內容和成果包括： ●對現(xiàn)有系泊力理論計算公式進行了比較和篩選，提出適合防風單點系泊使用的系泊力表達形式。 ●通過對浮筒式防風單點系泊系統(tǒng)在風、浪、流作用下的物理模型試驗，研究了其運動規(guī)律、動力響

4、應以及各主要因素的影響情況，對推薦的防風系泊力公式進行驗證和關鍵參數(shù)的確定。 ●在模型試驗技術方面，對海洋工程中風場、流場的模擬技術進行了探討研究，并提出了重力相似準則下風速比尺的修正思想。 ●基于懸鏈線和二次拋物線理論，推導了浮筒式防風單點系泊系統(tǒng)系泊曲線，并研究了浮筒、懸錘等對系泊線張力和形狀的影響，提供了便于程序實現(xiàn)的流程圖。 ●對常見海底底質下錨體錨碇力進行了物理模型試驗，研究了埋深、錨體形狀、拉力角度等