长周期波浪对船舶系泊稳定影响的研究

摘要

近些年来，由于我国具有优良修建港口条件的岸线资源基本枯竭以及船舶大型化的要求，越来越多的港口选择建设在远离岸线的深水开敞水域。另外，中国工程公司的国际化步伐加快，越来越多濒临大洋的国外港口项目由中国企业承担设计建设工作。与此同时，这些离岸的深水港面临着比传统沿岸港口更加恶劣的自然条件的影响。尤其是由外海传来的长周期波浪会导致系泊船舶产生大幅运动，国内外一些港口多次发生断缆事故，严重影响码头作业及安全。因此，长周期波浪如何影响系泊船舶稳定成为一个极其关键的问题。由于泊稳问题是一个系泊体系、缓冲体系和靠泊结构共同作用的复杂问题，以往的研究大都通过具体工程的模型试验进行，也从中得到了不少关于波浪作用情况下船舶运动量、系缆力以及船舶撞击能量的研究成果。然而，限于实施模型试验的实际工程背景，现在仍然缺少对于周期大于10秒的较长周期波浪对于系泊船舶影响的研究。
　　本文在对系泊船舶在波浪作用下的船舶系缆力、运动量和对码头的撞击能量进行文献综述性研究的基础上，依托于大连港老港区某散货码头搬迁改造改扩建工程3＃泊位的系泊物理模型试验资料，使用国际上著名的船舶系泊分析软件OPTIMOOR，对设计船型之一的20万吨级散货船建立系泊的数学模型，研究不同的波浪周期（5～25秒）、波高以及波浪方向对于船舶系缆力和运动量的影响。其中，主要关注船舶系缆力和运动量对于波浪周期变化的响应情况以及长周期波浪作用下系泊船舶的系泊响应情况，为受波浪影响作用较强的开敞式码头相关设计管理人员提供一定参考。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究目的与意义

1．2 国内外研究概况

1．2．1 系泊船舶系缆力研究概况

1．2．2 系泊船舶运动量研究概况

1．2．3 系泊船舶撞击能量研究概况

1．3 本文主要工作及研究方法

2 实际工程物理模型试验简介

2．1 工程背景

2．2 试验目的

2．3 模型试验条件和内容

2．3．1 模型试验水文条件

2．3．2 模型试验船舶、护舷及系缆条件

2．3．3 模型试验码头布置及结构形式

2．3．4 模型试验的内容和要求

2．3．5 模型布置和试验方法

2．4 模型试验结果分析

3 OPTIMOOR及系泊试验设计

3．1 OPTIMOOR简介

3．2 OPTIMOOR系泊试验设计

3．2 OPTIMOOR数学模型计算结果验证

4 长周期波浪对船舶运动量影响的数模研究

4．1 波浪周期对船舶运动量的影响

4．2 波浪波高对船舶运动量的影响

4．3 波浪方向对船舶运动量的影响

4．4 本章小结

5 长周期波浪对船舶系缆力影响的数模研究

5．1 波浪周期对船舶系缆力的影响

5．2 波浪波高对船舶系缆力的影响

5．3 波浪方向对船舶系缆力的影响

5．4 本章小结

结论

参考文献

致谢