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基于流场数值模拟的灌门航道船舶航行研究
| 论文题名： | 基于流场数值模拟的灌门航道船舶航行研究 |
| 关键词： | 船舶航行;水域流场;水动力模块;数值模拟 |
| 摘要： | 舟山地区修造船业十分发达，中部港域内的修造船基地已达数十家，修造船等级由2万吨级至40万吨级不等。目前，由于灌门航道现有的通航能力为10万吨级，则10万吨级以上修造船均由中部港域西航道进出港。为推进连岛通道建设，将在舟山岛与岱山岛之间建设宁波舟山港主通道，即舟岱跨海大桥。当主通道建成后，10万吨级以上修造船只能由灌门航道进出港。然而，灌门航道狭口段水域岛礁众多，水流环境复杂。因此，为有效评估航道内流场对10万吨级以上船舶航行操纵的影响，有必要明确航道狭口段水域内流场的具体情况，进而研究流场对船舶航行的影响。 本文在详细研究灌门航道狭口段水域通航环境的基础上，通过研究相关理论资料，选取MIKE 21&3水动力模块来对狭口段水域流场进行数值模拟。并将模拟结果与实测数据进行比对，以验证模型的准确性。然后，利用垂线平均方法将模拟出的三维流场转换成二维平面流场，将其作为船舶模拟试验流场背景，进行一系列船舶通航模拟试验，得出流场对船舶航行的影响。 本文通过对数值模拟结果与实测数据的对比分析，验证了模型的准确性，并得到了研究水域涨、落潮急流与缓流时刻的平面流场图。通过对流场的整体分析，得出灌门航道狭口段水域内的潮流分布特点:涨、落潮急流时刻流速过大，存在涡旋等现象，不利于船舶通航;而在缓流时刻，航道狭口处流速较为平缓，涡旋、激波等的影响较小，船舶能够在此刻通过航道狭口处。因此，本文选取缓流时刻流场作为模拟试验的流场背景，并综合灌门航道船舶通航的实际情况与外界环境条件，针对各种试验船型设计了一系列模拟试验，从中得到船舶航行过程中的操纵要点及注意事项。 本文运用流场数值模拟的方法对灌门航道狭口段这一复杂水域的流场进行了模拟，通过与实测数据的对比分析，得到了准确的流场模型。再结合船舶模拟试验的方法，研究了流场对船舶航行及操纵的影响，进而得到相关通航结论与建议，能够为下一步实船验证提供参考。 |
| 作者： | 首智宇 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 戴冉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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