两船会遇船间效应数值计算研究

【摘要】近年来，中国经济的飞速发展使得海运业蓬勃发展，船舶总量随之增加，各大港口、内河“船”满为患，船舶碰撞，船碰船闸、桥墩，船舶行驶于限制水域出现的吸底效应等等有关船舶安全的问题都随着船舶密度增加、船舶大型化、快速化等因素加剧而加重，严重影响了船舶的正常航行，各种船舶安全事故常见于报端。影响船舶安全航行的因素基本上包括人为因素和非人为因素两种，人为因素主要是驾驶员的操纵失误，非人为因素主要来源于船-船之间、船-海洋结构物之间的水动力干扰。这里所谓的水动力干扰就是在船舶接近其他船舶或海洋结构物航行时会造成流场变化，流场的变化会造成压力场的变化，从而在船舶之间或船舶与其他海洋结构物之间产生一定的力和力矩，干扰船舶的正常航行。能准确、直观地预报出这种船间的水动力干扰作用，对船舶安全航行意义重大。以往采用的船模试验方法费时费力，花费巨大，本文旨在采用一种省事省力的方法直观地、全面地模拟出船间干扰作用。文中采用Fluent软件中动网格技术，通过耦合求解粘性流体流动控制方程和船体运动方程的方法，对水动力诱导的会遇船舶船间效应进行数值模拟。模拟结果同文献结果做了有效性验证，验证了所采用方法的可靠性，在此基础上，计算出了会遇船舶受力的变化规律。文章考虑了相对速度、横向间距、船舶尺寸三个因素对力和力矩的影响。文章大篇幅对二维情况下的船间效应做了多工况分析，较三维问题而言，这样做节省了计算时间，对船间效应做了全面分析，对于三维问题，只在文章最后展示了计算结果以便对二维问题加以验证、补充。研究结果可以直观地预报限制水域水动力干扰而引起的船间效应，为行驶于限制水域的船舶提供安全指导。
【作者】周琦；
【导师】王化明；
【作者基本信息】浙江海洋学院，设施农业（专业学位），2014，硕士
【关键词】船舶安全；船舶操纵；水动力干扰；动网格；船间效应；

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