水运行业是社会发展的基础性、先导性、服务性行业,组成了综合交通运输体系的一部分,在支撑国民经济平稳较快发展、优化国土开发和产业布局、促进对外贸易和国际竞争力提升、维护国家权益和经济安全等方面发挥了重要作用,(对国民经济平稳发展、国土开发和产业布局、对外贸易和提升国际竞争力、维护国家权益及经济安全等方面发挥了重要作用)。随着十三五的成功召开,《水运“十三五”发展规划》的颁布和交通运输部提出的2013-2020的发展纲要,标志着我国的航运进入了一个崭新的阶段发展。我国内河航道发展出巨大潜力,2015年我国内河水运量达到52,5亿吨,“十二五”年均增长12.2%,长江干线货运量达到21.1亿吨,年均增长6.9%,三峡枢纽船闸年过闸运量联系四年突破亿吨。同时内河航运业面临着诸多问题,如干线航道存在通航瓶颈、干支航道高标准和直达能力不足、航道资源保护力度有待提升、内河港口结构有待优化、服务功能较为单一、枢纽作用不强、内河运输船舶标准化、专业化程度不高等。在三峡成库后,库区水位较之前涨幅明显,随着库区水位的升高,河道风呈上升趋势。船舶在库区河道航行时受风效应影响明显,导致运动状态容易改变,船舶操纵易受到威胁。由于风对船舶操纵的影响具有较高的价值,国内外研究人员均做过较多的研究,但主要集中在海洋船舶受风效应影响性方面,对内河航道船舶受风效应影响的研究较少。于是本文在深水船舶操纵运动数学模型和平面二维水流模型的基础上建立了考虑风效应下的船舶操纵运动数学模型,并结合三峡库区相关河道实测航道风数据加以处理和分析,为三峡库区船舶航行提供参考依据。主要研究内容如下:(1)首先本文介绍平面二维水流模型、船舶操纵运动数学模型、考虑风效应的船舶操纵运动数学模型的国内外现状。(2)分析处理三峡库区相关河段的风速风向实测资料,得到库区河道风的相关特性。(3)介绍平面二维水流数学模型的原理及离散求解方法,运用Fortran语言编写计算水流的相关程序,并对工程依托河段奉节地区长江段进行水流数值模拟,验证水流模型的可行性,为船舶的操纵的数值模拟提供相关流场数据。(4)以MMG模型为基础在深水条件下建立包括船舶运动方程的和各种水动力参数的船舶操纵运动的数学模型。采用龙格一库塔法进行求解。以此为基础采用实际的船舶参数在该模型上进行动水、静水条件下的船舶旋回性能试验,船舶回转试验,Z型试验验证船舶数学模型的可靠性。(5)在深水船舶操纵运动数学模型上,进一步考虑风效应对船舶的影响,建立风效应下的船舶操纵运动数学模型。并验证水流速度、船舶速度和船舶受风效应影响的。(6)选取长江三峡库区的奉节河段及实测风数据,采用实际代表船舶进行深水条件下考虑风效应的船舶操纵运动数值模拟并分析在不同工况下的船舶航行轨迹与参数。