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三峡水利枢纽船队浅水操纵性模拟计算研究
| 论文题名： | 三峡水利枢纽船队浅水操纵性模拟计算研究 |
| 关键词： | 三峡水利枢纽船队;浅水操纵性;模拟计算;受力分析 |
| 摘要： | 水利工程枢纽通航是水利水电工程的重要组成部分,其研究主要通过水工模型、船模等,通过大量试验进行分析论证。以往的实船和船模操纵性试验是为了避免浅水及水深变化对试验的影响,都是在无限深的水域(水深大于或等于7倍船舶吃水深)中进行的。三峡通航船队吃水为2.9m,而在三峡工程引航道中,水深仅为5m左右,H/T不足2,显然属于有限深水域(浅水域)。有限深水域对船舶的操纵性是有一定影响的。近年来,浅水区航行的船舶搁浅事故时有发生,搁浅船只会堵塞航道,直接影响了水利工程枢纽通航的正常运行。譬如2008年10月20日,“海牛9号”轮载煤炭5000吨,下水航行至长江中游监利窑监水道航道内搁浅。同日,“顺风555号”、“江航16号”轮分别满载煤炭,下水航行至长江中游同一水域搁浅。因此,为研究解决浅水对船队操纵性的影响,进行浅水操纵性模拟计算研究是非常有必要的。 船舶操纵运动方程是船舶操纵性预报的核心。研究浅水船舶操纵性,必须得出浅水操纵性运动方程,利用现代计算机编制出相应程序,以便对其进行模拟研究计算,验证方程可行性。因为船舶深水操纵性运动方程和浅水操纵运动方程一致,主要区别是水动力系数不同。国内外系统研究浅水船舶操纵性的文献专著很少,本论文在阅读学习大量文献资料的基础上,结合目前国内外对浅水操纵性研究的前沿理论和部分经验公式,从船舶受力出发,得出浅水操纵性水动力导数的计算公式。通过借助船舶深水操纵性运动方程,求出了船舶浅水操纵性运动方程。 本论文计算机编程以MatlabR2009b为平台,编制了相应计算程序,用四阶龙格.库塔法求解,建立了船舶浅水操纵性预报与仿真。为了验证程序的可行性,对三峡水利工程船队浅水通航进行了模拟计算,其结果与西南水运工程科学研究所蔡汝哲研究员《三峡通航船队1/100船模操纵性能率定试验及浅水操纵性能试验研究报告》相关成果进行了比较,基本一致,达到通航安全的基本要求,可以为浅水船舶操纵性提供参考,确保通航安全。由于本人水平有限,论文难免有一些不成熟的理论观点,恳请各位专家和读者批评指正。我也会在以后的工作和学习中,继续进行此方面的研究,使其越趋成熟和完善。 |
| 作者： | 蔡新永 |
| 专业： | 水利水电工程 |
| 导师： | 蔡创;蔡汝哲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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