台风作用下船舶单点系泊的试验研究港口海岸及近海工程专业论文.docxVIP

台风作用下船舶单点系泊的试验研究摘 台风作用下船舶单点系泊的试验研究 摘 要 防风单点系泊系统是我国大量使用的一种单点系泊系统，该系统目前主要利 用经验公式进行系泊力的设计。本文使用数值计算和物理模型试验对单点系泊的 系泊力进行研究。 文章在分析了国内外对单点系泊系统研究成果的基础上，采用时域分析方法 初步建立了单点系泊系统在风、浪、流联合作用下的数值计算模型。在建立的数 值计算模型中用非线性Stokes五阶波作为系泊系统的波浪外荷载输入，计入 Bernoulli方程中的速度平方项体现波，fl_-阶力对系泊系统的影响，在Hamiiton 型拟变分原理体系下，采用了一种时间子域以五次B样条函数插值的时间子域 法。用数值模型及六个船舶系泊力经验计算公式对四种舰船在给定的设计海况下 的系泊力进行计算，在此基础上，找到了适合狭长船型使用的防风单点系泊系泊 力的计算公式即奎因公式。 在物理模型试验中，使用弗劳德数(Froude number)相似确定船模、缆绳、 锚链及风速等模型比尺。通过模型试验来确定奎因公式中的参数，如风动力影响 系数、水流力组合系数。还对三种特征舰船的防风系泊进行了物理模型试验，研 究了防风水鼓单点系泊系统在风、浪、流单独作用和组合作用下的运动规律和受 力特征，分析了防风单点系泊的影响因素及影响程度，提出了更适合舰船使用的 防风水鼓单点系泊系统系泊力的经验计算公式。 根据实验数据发现：风和流共同作用引起的系泊力与单风、单流作用下产生 系泊力的叠加值不一致，风和流对产生单点系泊系统系泊力方面存在耦合效应， 文中在奎因公式基础上引入风流耦合效应系数u，发现|l和船舶水线上下面积比 Au／Ad有良好的相关关系。 关键词：单点系泊；系泊力；耦合效应：弗劳德数；台风 Experimental Experimental Study On Single Point Moored Vessels Subj ect ed to Typhoon Abstract Anti—typhoon Single Point Mooting system is mainly used in our country．It is mostly designed by empirical formula at present．Numerical model and experimental test is used to study the mooring force of Single Point Mooring System(SPMS)． A numerical model in time domain is used to predict the dynamic responses of SPMS subjected to willd、wave and current．The model is established under the study on the achievements of Single Point Mooring Systems and rises of oil drilling platform．The nonlinear five-order Stokes wave is employed to predict the wave load of SPMS in the model，and second—order wave drift forces are also considered by taking into account of the square item in Bernoulli equation．Based on the Hamilton-type quasi-variation principle，a method is used in this paper which applying the quintic B-spline function as interpolation to the time sub domain．A formula named Quin which is applied to compute the mooring force of strait and long vessel is picked out，after computing the force of four kinds of vessels by numerical model and six empirical formulas in the presume environment． In the experimental test，the scales of vessels、cable and t