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基于船间效应的船舶操纵运动数值模拟研究
| 论文题名： | 基于船间效应的船舶操纵运动数值模拟研究 |
| 关键词： | 内河航道;船间效应;船舶操纵性;数值模拟;流场可视化 |
| 摘要： | 航道运输在国民经济运输体系中发挥着非常重要的作用，特别是内河航道在我国发展过程中具有举足轻重的地位。我国河流水系众多，内河航道通航里程世界排名第一。为了推动内河水运发展，我国近年来着力加强内河航道的港口设施建设和运输船舶的规模化、标准化，进一步推进内河航道运输的快速发展。船舶数量的持续增加，航速的提高和吨位的加大引起船舶密度也相应增加。由于内河航道航宽相对较小，船间效应问题较为突出。船间效应是指船舶之间由于间距较小而相互干而影响船舶操纵性的问题。船间效应危害较大，主要体现在船舶操纵能力下降，增加了碰撞、触礁等事故发生的风险，从而对航行安全带来一定的威胁。因此，对船间效应进行研究和分析具有重要工程意义。本文对内河航道船舶航行中的船间效应进行了数值模拟和仿真研究，主要得到以下成果： （1）建立了平面二维水流数学模型，利用Mike21软件对典型河段进行建模，通过典型河段实测的流速、水位对数学模型进行了验证。 （2）以MMG模型为基础，分别基于深水域和浅水域进行了船舶操纵运动的数值模拟，采用Fortran语言自主从底层开发编制了程序源代码。通过船舶数值直航试验、回转试验和Z型试验对船舶操纵运动数值模拟的合理性进行了分析。 （3）在前述代码基础上，从底层进一步自主开发了考虑船间效应的船舶操纵运动数值模拟，对不同船舶参数下的船间效应的船舶航迹和受力进行了仿真。研究表明，船舶船间效应对船舶的运动或有显著影响不能忽视。 （4）利用实际天然河道，研究探讨了非均匀流场中的船舶船间效应，通过C#和Fortran语言的混编对AutoCAD2018进行二次开发，实现了流场的可视化；并开展了基于非均匀流场情况下考虑和不考虑船间效应对船舶操纵运动和航行的影响模拟研究。 |
| 作者： | 孙开 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 赵志舟 |
| 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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