船舶拖锚淌航运动数值模拟

发布时间：2023-05-10 03:04

　　锚是船舶最重要的设备之一,其主要功能是使船舶安全停泊在预定的水域或海区。在船舶靠离泊操纵中,锚还可以用来辅助控制船舶运动。此外,锚设备还是船舶在紧急情况下最有效可靠的应急设备。在紧急情况下锚既可以起到减小船舶冲程的作用,又可以起到控制船舶偏转的作用,合理用锚可避免海损事故的发生,减少船舶损失。所以,备锚是十分必要的,拖锚淌航的距离的估算也是判定船舶是否安全的重要依据。针对船舶拖锚淌航距离的估算问题,现有的基于能量法的估算公式是由日本学者岩井聪提出的,公式假设船舶初始动能全部消耗在拖锚阻力做功上,该方法优点是简单易行,计算方便,但其计算过程中却忽略了船体阻力和附加质量对淌航距离产生的影响。忽略的这两种因素对拖锚淌航距离究竟会产生多大的影响,之前并没有相关的研究。为了探究这个问题,本文运用牛顿力学定律描述船舶拖锚淌航过程,分析船体阻力与附加质量对拖锚淌航的影响。绘制了锚阻力、船体阻力和附加惯性力随淌航距离的变化图,体现了三个力在船舶拖锚淌航时的变化情况,分析了各力对船舶拖锚淌航运动的影响。为了探究不同底质下拖锚阻力对淌航距离的影响,在大连旅顺某海域进行了拖锚阻力的物模试验,利用推拉力计等设...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的研究内容
    1.4 本章小结
2 锚在船舶操纵中的应用分析
    2.1 锚的简介
    2.2 锚的作用
    2.3 船舶拖锚应用
    2.4 本章小结
3 现有拖锚淌航距离估算公式概述
    3.1 拖锚淌航距离的影响因素
    3.2 基于能量法的估算公式
    3.3 本章小结
4 基于牛顿定律的拖锚淌航运动方程
    4.1 拖锚淌航运动微分方程的建立
    4.2 船体阻力的计算
        4.2.1 空气阻力
        4.2.2 船体水阻力
    4.3 锚阻力的计算
        4.3.1 锚下落阶段
        4.3.2 锚拖底阶段
    4.4 拖锚淌航运动数值求解步骤
    4.5 本章小结
5 拖锚阻力试验
    5.1 试验方案及设备
    5.2 试验过程
    5.3 试验结果及结论
        5.3.1 锚所受拉力曲线
        5.3.2 硬质泥底试验结果
        5.3.3 软质泥底试验结果
        5.3.4 试验结论
    5.4 本章小结
6 模拟计算及分析
    6.1 模拟算例
        6.1.1 算例1—杂货船;霍尔锚3.54t
        6.1.2 算例2—专集装箱船;Spek锚4.32t
        6.1.3 算例3—滚装船;Spek锚5.25t
        6.1.4 算例4滚装船;AC-14型锚3.94t
        6.1.5 算例5—杂货船;霍尔锚5.25t
    6.2 算例分析
        6.2.1 淌航距离计算结果对比
        6.2.2 船体阻力与拖锚阻力值对比
结论与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果



本文编号：3812901