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长周期波浪作用下30万吨级系泊油船物理模型试验研究
| 论文题名： | 长周期波浪作用下30万吨级系泊油船物理模型试验研究 |
| 关键词： | 系泊油船;运动特征;长周期波浪作用;物理模型 |
| 摘要： | 随着经济的快速发展，运输船舶逐渐大型化，开敞式码头成为港口建设的首选。但开敞式水域中的水文条件十分复杂，最明显的特点就是常会有长周期的波浪，系泊船对低频长周期波较为敏感，这使得系泊船产生更大的运动，从而引起系泊作业及系泊安全问题。因此，长周期波作用下系泊船的系泊安全成为当下研究的热点问题。但长周期波作用下的系泊船受不同水位、载量和浪向的影响也会出现不同的运动特征，故而系统地研究长周期波对系泊船运动的影响，并给出长周期波浪下的系泊安全作业标准具有重要的研究价值。 本文通过物模试验，系统地研究了长周期波对30万吨级系泊油船的影响，研究结果表明：首先系泊船的运动量随周期的增大而增大。横移、横摇、升沉和回转运动对系泊船横摇固有周期更敏感，纵移和纵摇运动对系泊船横摇固有周期较不敏感。系泊船在压载情况下的运动量一般较大，但是因为当船舶质量较大时，系泊船具有更大的惯性，长周期波具有较大的波动能，压载下的运动量受其它方向运动的制约更为明显，使得纵移和纵摇运动量在满载情况下较大。升沉运动量与波长和船长之比呈正相关，升沉运动量随周期的增大而增大，但当系泊船的升沉运动量增大到与波高同量级后，达到最大值，高水位、满载、横浪工况下该现象最明显。当波浪周期接近系泊船横摇和纵摇的自振周期的倍数时更容易使系泊船产生共谐运动，从而导致运动量激增。 其次，系缆力受波浪周期影响更明显，系缆力随波高的增大呈近似幂次增长，且长周期波下增速更快。系缆力是由系泊船运动产生，与运动量变化规律基本一致。艏、艉缆受回转影响最明显，横缆主要受横移和横摇的作用，而倒缆主要受纵移和纵摇的作用。系泊船在横浪作用下，主要受力缆为横缆；顺浪作用下，主要受力缆为倒缆，且横浪产生的系缆力更大。 最后，以横移和纵移运动量为系泊作业安全的评判指标，以最大系缆力作为系泊安全的评判指标，给出了系泊作业条件的推荐参考区间和危险预警值。并基于最不利工况下系泊船的运动量和系缆力，给出了运动量和系缆力的计算公式和系泊安全标准。 本文研究结果对于实际工程设计具有一定的指导意义。 |
| 作者： | 王金钊 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 柳淑学 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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