超大型油轮靠泊操纵水动力性能及运动预报研究

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随着海运石油市场的发展,超大型油轮的靠泊操纵安全问题频出,对沿海海域的航行安全和环境污染带来了比较严重的影响。因此,安全操纵船舶靠泊是一个值得深入研究的问题。本文以超大型油轮为研究对象,模拟其在浅水和岸壁水域中的运动性能及水动力性能,并在此基础上引入“海流”相关理论,在海流的影响下模拟超大型油轮靠泊过程中的水动力特性,旨在为引航员提供可参考的安全靠泊数据,为超大型油轮的靠泊方案起到一定的参考作用。本文的主要研究内容包括如下:1)模拟超大型油轮在不同水深工况下以不同漂角低速靠泊航行的运动,对比分析无限水深和浅水水深两种情况下船体受到的阻力、横向力和转首力矩系数的变化,以及不同船速和不同漂角下的船舶水动力系数特性,得到水动力系数随水深的减小以及漂角增加而增大的变化规律。2)模拟超大型油轮在不同离岸距离工况下低速靠泊航行的运动,在岸壁效应和浅水效应的耦合作用下,研究不同离岸距离和不同水深对超大型油轮水动力性能的影响,得到水动力系数随水深和离岸距离的减小而增大的变化规律。3)考虑在海流的影响下,设置不同的入流角度,模拟海流工况下超大型油轮沿岸横移靠泊的运动状态,研究在岸壁效应的作用下,海流的角度对船体水动力系数的影响,以及随着离岸距离变化水动力系数的变化特点,得到海流与离岸距离对靠泊操纵的影响。4)以青岛港为背景,模拟超大型油轮靠泊航行过程中水动力的动态变化。研究在浅水岸壁环境以及海流的影响下,超大型油轮在实际靠泊过程中不同运动状态的水动力系数变化,分析其变化特性对靠泊引航起到更加安全可靠的指导意义。研究表明,在岸壁效应和浅水效应的耦合作用下,船体受到的水动力变化更大更加复杂。此外,超大型油轮在靠泊过程中主要受到横向力和转首力矩的影响,它们会将船体推离港口,增加船舶靠泊的难度和危险,所以在靠泊过程中拖轮的布置应注意这两个因素的影响。同时,超大型油轮满载靠泊时应注意低潮时有触底的风险,入泊时间需根据潮汐时刻进行选择。
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