顶推船的发展至今已经有了相当长的历史。实践证明它是一种先进的运输方式之一。但是,海上顶推船的设计是一项很复杂的技术,推轮和驳船之间必须具备一个安全可靠的联结装置,而联结装置设计的主要依据之一是联结处联结力的确定。 本论文基于切片理论,对顶推船联结装置联结力进行了理论计算,并进行了初步的探讨。 首先利用切片理论对不同工况(不同航速,不同浪向角)计算双尾推船和单尾驳船的附加质量,阻尼系数和波浪扰动力(所做的工作包括将单体船计算程序改造成双尾船计算程序);然后将推船与驳船作为它们之间有相对运动的整体对波浪扰动力进行相位修正,并考虑联结装置处的运动和力的相互制约条件,建立推船和驳船的运动耦合方程、推轮和驳船之间的系结关系矩阵;最后用高斯消元法求解船队运动联立方程以得到各系结力。 本文选用了一条顶推船作为计算模型,计算了在不同航速、不同浪向角、不同波高条件下,顶推船联结装置的系结力。并将计算结果与试验数据进行了比较,结果表明本方法作为工程应用,对项推船队的系结力进行初步预报是可行的。 目前,国内外对于联结力的研究主要基于船模试验。由于试验经费昂贵,技术难度大,因此对顶推船队联结力的确定一般都是按推船排水量大小的百分比进行非常粗略的估计。本论文用比较简单的数学模型计算联结力,给出了联结力的估算公式。作为类似顶推船队联结装置设计的依据,论文提出的联结力的估算公式具有一定的实用价值。 本论文是受《江海直达干散货顶推运输关键技术研究》研究项目支助,项目号为:2003EG124133。