船舶系泊浮筒计算分析软件建设

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1、船舶系泊浮筒计算分析软件建设-->1绪论课题研究意义及应用价值我国幅员辽阔，海岸线长，沿海地区经济发达，人口密度大。近年来，随着开放程度的不断增大，我国的进出口贸易额在突飞猛进增长，港口吞吐量已经稳居世界第一。港口作为我国国际贸易的窗口和门户，无疑对我国经济发展提供了便利的条件。虽然，近几十年来，经过不断地努力和探索，我国的港口建设已取得举世瞩目的成就，但是，码头的专业化程度以及装卸效率仍有待提高。特别是，近些年来，随着大型运输船舶(如第六代集装箱船和30万吨散货船等)的投入使用，以及贸易产品的多元化的发展

2、，港口建设在不断地向专业化、大型化、深水化的趋势进行发展。船舶在装卸作业时都需要系泊系统对其进行约束。而码头前系泊系统就是为需要在码头装卸货物的船舶提供服务的，这也是海上运输货物装卸的最普遍形式。随着港口建设向深水区域发展，其地质条件和水文状况也更为复杂，船舶受到的外部环境影响也越来越大。码头前，船舶与缆绳、护舷等设施共同组成系泊系统。船体会随着缆绳布置方式的不同、货物的装载、风、水流、波浪、潮汐等因素的变化而产生运动，其运动包括六个自由度:纵移、横移、升沉、横摇、纵摇、回转。在这个过程中，船体会对缆绳产生

3、拉伸，而对护舷进行撞击。船体剧烈的大幅度运动不但会影响船舶装卸作业，延长船舶在港内的停泊时间，降低码头的使用效率，而且严重时可能引起缆绳的断裂、护舷的损坏，甚至是码头结构的倾覆等事故。这些破坏性事件在国内外均有发生，并造成了巨大的生命和财产损失。例如:1987年，巴拉马籍货轮“大鹰海”号靠泊在宝钢码头时，因受强风与急流的冲击，全船系缆全部崩断，造成重大破坏。还有，1996年北仑港矿石码头栈桥被撞等。因此，如何准确的得到系泊船舶的运动位移、缆绳最大张力、船舶对护舷的撞击力不但成为了工程师们在设计码头时要解决的

4、问题，同时也是码头运营过程中安全性和高效性的评价依据。在外部环境的作用下，码头前系泊船舶的运动响应问题是十分复杂的，目前，在设计规范中，港口的泊稳条件及逃逸标准还仅是通过限定港内容许波高来保证的。而这种不考虑系泊船运动响应的设计标准显然是不够的。事实上，系泊船运动响应不仅依赖于外部环境荷载的特性，还与系泊船体、缆绳及护舷的自身特性有关。从研究方法上来说，主要有模型试验和数值模拟两种方法。模型试验是研究复杂问题的一个有效手段。同时，它也是检验数值模拟的一个重要依据。但是，由于试验条件的限制，在试验中仍然有许多

5、因素无法考虑。另外，模型试验造价高，时间长，又仅限2船舶系泊软件DUTMOORING........13-272.1功能模块........13-142.2信息输入........14-242.3计算流程........24-252.4结果输出........25-273软件的功能实现........27-463.1船体网格剖分及船体........27-313.1.1B样条曲面造型........27-293.1.2船体数据库建立........29-313.2缆绳和护舷模拟........31-323.

6、3水动力方程建立........32-423.3.2积分方程........39-423.4风荷载计算........423.5水流荷载计算........42-433.6运动方程建立........43-464软件计算结果验证........46-794.1船体信息及系泊........46-484.2船体水动力系数........48-604.2.1附加质量系数对比........49-544.2.2辐射阻尼系数对比........54-604.3船体波浪力验证........60-664.4规则波作用

7、下........66-714.5不规则波作用下........71-794.5.145度入射波浪........71-754.5.290度入射波浪........75-79结论在风、浪和流作用下，码头前系泊船舶的运动响应问题是十分复杂的。目前，国内科研机构对该问题的研究还主要是以模型试验的方法为主，而数值模拟方法应用并不广泛。本文成果DUTMORING1.0是基于数值方法来模拟码头前系泊船舶运动和计算缆绳、护舷受力的计算机程序，并采用VB程序开发了用户界面，使用方便。通过本文可以得出了以下结论:(1)利用

8、软件的船舶信息数据库，采用B样条函数方法剖分船体表面网格，并将其与试验的船型进行对比，可以看出两者相差并不大，说明了B样条方法在船体模拟上的有效性。大连理工大学.宁波北仑港区二十-->六万吨级船舶系靠泊模型试验报告[R].大连:大连理工大学海洋工程研究所，1992.大连理工大学.马迹山港工程船舶泊稳整体试验研究报告[R].大连:大连理工大学海洋工程研究所，1996.大连理工大学.大连LNG码头工程船舶靠泊物理模型