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考虑波浪力干扰的船舶操纵运动数值模拟研究
| 论文题名： | 考虑波浪力干扰的船舶操纵运动数值模拟研究 |
| 关键词： | 船舶操纵运动;波浪力干扰;浅水效应;数学模型 |
| 摘要： | 内河航道通航水平参差不齐，水流条件复杂多变，受气候、地理位置影响较大，长江上游、中游、下游面对的问题各不相同，为减少船舶通航发生事故险情的概率，降低经济损失，船舶在内河航道的航行需要科学的指导和更为精准的预测。在内河航道中，深浅水域、束窄河段、不同风速影响下的船舶操纵性已有学者研究，但波浪力对内河航道船舶航行的影响研究相对较少，且缺乏相关实例验证。本文针对考虑波浪力干扰的船舶操纵运动数学模型及受波浪力干扰的船舶运动操纵性能展开研究，主要研究内容如下： (1)选取典型河段并收集相应水文、气象及地质资料。基于二维平面水流数学模型对工程河段进行水动力分析，选取特征断面，统计流速，水位等特征参数，证实水流数学模型有效性并总结工程河段水动力特性。 (2)基于深水条件下的船舶操纵运动数学模型，建立浅水条件下的船舶操纵运动数学模型。经由实船参数，对船舶进行直航试验、回旋试验和Z型试验，探究代表船舶的操纵性能并分析浅水效应对船舶航行的影响。 (3)基于深浅水条件下的船舶操纵运动数学模型，建立考虑波浪力干扰的船舶操纵运动数学模型。对比分析多种随机波浪谱，选取合理的随机波浪谱通过数值模拟的方式确定试验波高。探讨不同波高、不同波向、不同吃水比和不同水流速度条件下，波浪对船舶操纵性能的影响。 (4)在典型河段水流数值模拟的基础上，将船舶运动数学模型应用于工程河段，对比仅考虑浅水效应和同时考虑浅水效应和波浪力干扰两种情况，统计舵角、漂角、航速的数据，分析波浪力对船舶航行的作用效果，并给出船舶航行安全建议。 |
| 作者： | 秦培超 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 倪志辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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