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开敞水域系泊船舶运动及动力响应研究与泊位优化

作　者: 卢西伟
导　师: 孙昭晨
学　校: 大连理工大学
专　业: 港口海岸及近海工程
关键词: 模型试验 系缆力 船舶运动量 撞击能量 泊位长度
分类号: U653.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 99次
引　用: 5次
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内容摘要


近年来,随着我国经济的快速发展,港口吞吐量大幅度增长,港口建设的规模迅猛扩大,也呈现出了一些新的特点:船舶大型化、泊位深水化、码头结构新型化。由于外海开敞式码头船舶停泊水域的风、浪、流等自然条件呈现大小、方向随机性较强的复杂现象,在外界环境荷载作用下系泊船的运动、动力响应也更为复杂,这就给外海开敞式码头设计带来了特殊的问题。本论文通过三维不规则波浪、潮流水池物理模型实验,针对20、30万吨油轮三个载量(满载、半载、压载)进行了单纯波浪作用(波高:0.5m-2.5m,周期:7s-15s)、单纯潮流作用(流向:0°-±15°,流速:0.5m/s-2.5m/s)、波流混合作用(波高:0.5m-2.5m,周期:7s-15s;流向:0°、15°,流速:1.5m/s)下的缆绳张力、船舶运动量及撞击能量的试验结果分析与总结,研究了船舶载量、码头泊位长度、缆绳与码头前沿线夹角、浪向、波浪周期、波高及潮流流速、流向对系缆力、运动量及撞击能量的影响;且在考虑复杂潮流作用下对码头轴线进行优化,并对我国规范和OCIMF系泊指南、英国海工规范得出的蝶形泊位长度进行了优化,给出推荐码头泊位长度的最优范围;这对规范修订及工程设计有一定的参考价值。本文的目标是提出系泊船舶在风、浪、流作用下的系缆力、运动量、撞击能量计算的半经验半理论公式,为码头设计提供参考,也为相应规范的修订奠定基础;根据外海自然环境条件的特征,以给系泊船舶提供最优的系靠泊条件(最小的缆绳张力和最小的位移量)为基本原则,通过系统的研究,提出合理码头轴线以及码头泊位长度的确定方法,并进行系靠泊系统的优化研究,本论文的研究,将为大型深水开敞式码头的设计提供优化设计的原则和方法,以使在港船舶获得最优作业条件,将对类似工程下船舶安全系靠和提高码头作业效率发挥重要作用。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-18
  1.1 研究的目的与意义  8-9
  1.2 国内外研究概述  9-18
    1.2.1 系泊船舶运动量研究概况  9-11
    1.2.2 系泊船舶系缆力研究概况  11-12
    1.2.3 系泊船舶撞击能量研究概况  12-13
    1.2.4 码头轴线研究概况  13-14
    1.2.5 码头长度及系缆墩布置研究概况  14-18
2 系泊船舶运动响应试验研究  18-84
  2.1 横摇试验结果分析与公式总结  20-31
  2.2 横移试验结果分析与公式总结  31-42
  2.3 纵摇试验结果分析与公式总结  42-53
  2.4 纵移试验结果分析与公式总结  53-63
  2.5 回转试验结果分析与公式总结  63-74
  2.6 升沉试验结果分析与公式总结  74-84
3 系泊船舶系缆力试验研究  84-154
  3.1 艏缆缆力试验结果分析与公式总结  85-95
  3.2 艉缆缆力试验结果分析与公式总结  95-106
  3.3 艏横缆力试验结果分析与公式总结  106-119
  3.4 艉横缆力试验结果分析与公式总结  119-133
  3.5 艏倒缆力试验结果分析与公式总结  133-143
  3.6 艉倒缆力试验结果分析与公式总结  143-154
4 单纯潮流作用下物理模型试验研究  154-173
  4.1 艏缆缆力试验结果分析与公式总结  155-158
  4.2 艉缆缆力试验结果分析与公式总结  158-161
  4.3 艏横缆力试验结果分析与公式总结  161-164
  4.4 艉横缆力试验结果分析与公式总结  164-167
  4.5 艏倒缆力试验结果分析与公式总结  167-170
  4.6 艉倒缆力试验结果分析与公式总结  170-173
5 系泊船舶撞击能量试验研究  173-183
  5.1 撞击能量试验结果分析与公式总结  173-182
  5.2 公式适用性说明  182-183
6 码头轴线优化研究  183-196
  6.1 影响码头轴线方位的主要因素  183-186
  6.2 码头轴线方位优化确定的方法  186
  6.3 码头轴线方位优化确定的物理模型试验  186-194
  6.4 码头轴线方位优化确定的工程应用  194-196
7 泊位长度及系靠墩布置优化研究  196-220
  7.1 试验条件及测试仪器  196-206
  7.2 模型相似及试验方法  206-208
  7.3 试验成果及分析  208-220
    7.3.1 规则波与不规则波及不同水位试验结果比较  208
    7.3.2 随波高变化不同泊位布置方案试验结果比较  208-209
    7.3.3 随波浪周期变化不同泊位布置方案试验结果比较  209-210
    7.3.4 在单纯潮流作用下不同泊位布置方案试验结果比较  210-212
    7.3.5 在波流混合作用下不同泊位布置方案试验结果比较  212
    7.3.6 15°潮流与波浪共同作用下不同泊位布置方案试验结果比较  212-213
    7.3.7 在最不利荷载作用下不同泊位长度试验结果比较  213-219
    7.3.8 结语  219-220
结论  220-222
参考文献  222-224
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  224-225
致谢  225-226

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 港口工程 > 港口构造与设备 > 锚地、泊位及系泊设备
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