陈传仁[1]（2021）在《船舶碰撞及搁浅触礁危险评判模型研究》文中研究指明船舶交通管理服务系统VTS的报警模块因沿用船载雷达系统的预警机制,存在漏警率或虚警率过高的问题,不能满足实际需求;ECDIS的搁浅触礁预警阈值采用手动设置,不能随环境及船舶操纵性变化自动调节,以及驾驶员考虑水深影响因素不足设置的安全等深线和安全水深不合理导致的港口水域搁浅触礁时有发生。因此研究不同水域条件下的船舶碰撞危险评判阈值和港口水域搁浅触礁危险评判模型,进一步为船舶提供可靠的避碰避险决策,对确保航行安全具有重要的现实意义。本文依托课题组项目“船舶碰撞危险度评估软件模块”及国家自然基金项目“复杂水域船舶避碰避险决策研究需求”,开展船舶碰撞及搁浅触礁危险评判阈值模型研究,主要完成如下工作:（1）提出了构建港口区域地理位置数据库的方法。根据《国际海上避碰规则》和船舶拟人智能避碰决策（Personifying Intelligent Decision-making for Vessel Collision Avoidance,PIDVCA）理论自定义了航行水域特征,基于MySQL数据库完成了沿海港口区域地理位置数据库的构建,结合PIDVCA的基础算法,运用C++编程语言完成了航行水域识别算法设计。（2）基于船舶碰撞危险评判阈值主客观因素,提出典型态势特征系数λSM的概念及其确定方法。采用数理统计方法处理不同水域、不同船舶尺度和不同典型会遇态势条件下船舶的临界安全会遇距离SDAc的调查问卷结果,运用临界碰撞距离SDAmin（客观）模型确定安全余量SMmin（主观）,引入典型态势特征系数λSM,为实现驾驶员个性化输入max SDAc的合理化处理奠定基础。（3）综合考虑船体下沉量、船舶纵横倾、波浪、龙骨下富余水深、水密度的变化和油水消耗量等引起的船舶吃水变化量来优化安全水深阈值模型,结合已建的港口水域海图数据检索区域模型,构建长方体的船舶搁浅触礁危险评判模型。基于PIDVCA基础算法和船舶搁浅触礁危险评判模型完成了港口水域搁浅触礁危险评判算法的设计。（4）借助学校自主研发的船舶智能操控平台（Ship Intelligent Handle and Control,SIHC）,将设计的航行水域识别算法和船舶搁浅触礁危险评判算法集成到PIDVCA算法,以动态库方式链接到SIHC仿真平台,仿真实验结果表明:航行水域识别算法可实时识别船舶位置及其航行水域;船舶搁浅触礁危险评判算法可实时获取碍航物及危险水深。
冯志方,李志新,罗华锐,秦亮[2]（2020）在《耙吸挖泥船浅窄航道施工技术》文中研究表明针对耙吸挖泥船自身体积大、吃水深、不适宜浅窄水域施工的问题,进行了耙吸船浅窄航道施工技术研究。通过分析潮汐、水深条件、耙吸船特性、施工工艺等要素,得出结论:确保选定的船舶上线位置不仅要满足上线时刻的船舶航行挖泥水深需要,还要保证在施工航速下各个时段的船舶富余水深要求。该施工技术以船底富余水深为关键控制量,尽量延伸上线位置,保证可施工区段长度,逐渐拓展工作面,突破了耙吸船浅窄航道水域施工的技术瓶颈。
赵从涛[3]（2020）在《向家坝升船机通航船舶远程安全检测系统的研究》文中研究说明随着金沙江沿江经济和航运事业的快速发展,内河航运在沿岸经济发展中发挥着越来越重要的作用,然而由于部分通航船只水尺标定不准,以及为利益蓄意瞒报吃水或修改吃水线等问题,可能导致船只碰撞升船机底部或发生搁浅事故,对升船机的安全工作造成巨大隐患。由于向家坝升船机承船厢本身水深仅3米且断面系数较小,船舶进出船厢过程中存在水位波动大和船体下沉量大等问题,容易引发船舶搁浅事故。因此,对升船机通航船舶进行安全检测就显得十分重要。首先本文针对向家坝的过机安全问题,分析了向家坝升船机通航船舶安全检测的方法与技术途径,研究了船舶在上下游吃水和船厢中的富余水深与航速的检测问题,设计了一套通航船舶远程安全检测系统。针对船只出入厢的下沉问题,设计并实现了船厢中的富余水深与航速检测子系统,提出了基于超声波衍射效应的富裕水深检测方法,对水下超声波信号进行高频采样统计,并基于最小二乘法对统计结果进行曲线拟合与线性回归分析得到信号特征值,最后将特征值代入幅值细分公式进行富余水深的计算。此算法可以降低噪声干扰,从而得到较为准确的船厢富余水深的计算结果。由于现场的吃水检测、航速检测及富余水深检测数据未与船只信息关联且部分船舶尚未安装AIS系统,导致检测数据无法匹配船只,调度人员无法从检测数据中获取有效信息,为此本文设计并开发了远程数据中心解决船舶数据的匹配问题。数据中心包括AIS数据融合子系统与数据查询子系统,其中AIS数据融合子系统通过系统的路径识别方案与数据融合方案解决了系统检测数据与船只信息无法对应的问题;数据查询子系统可以通过web浏览器查询实现系统检测数据的远程查询功能。最后在向家坝对富余水深系统进行测试。富余水深在现场测试的标准误差为3.6cm,最终检测结果符合预期要求,能够较好的完成富余水深的测量。通过对数据查询子系统进行远程测试,可实现上下游吃水检测、富余水深检测和航速检测的数据查询,为通航中心的调度工作提供互联网远程查询。该系统已在向家坝完成部署并稳定运行,目前检测结果准确、功能完善,为向家坝的过机船舶安全检测做出了巨大贡献。
李龙浩[4]（2020）在《长周期波对航道波浪富余深度的影响》文中指出随着我国经济的快速腾飞,国内的港口建设区域不断向外海发展,因此,我国在国外的港口项目日趋增多。这些直接面向大洋的开敞式港口,常年遭受长周期波浪的侵袭。目前,国内航道设计规范的参数多是基于短周期波浪环境中的计算结果,而对长周期波浪环境中相关设计参数的研究有待于深入探讨。海洋中的波浪复杂多变,导致船舶在波浪中的流固耦合运动相对复杂,且波浪的波幅（波高）、波频（波周期）、波长、波速和波向角等参数均会不同程度的对船舶动态运动响应的幅值变化产生影响。因此,对动态波浪因素引起的船舶运动响应即航道波浪富余深度的计算是划定航道设计水深的重点和难点。为保障船舶进出港安全,减少（或避免）船舶拖底、触底、搁浅和失控等海上事故,同时降低航道资源浪费,兼顾通航安全及通航效率,需要对波浪富余深度进行更加精确的研究和计算。本研究的主要方法和结论如下:（1）基于势流理论,采用理论分析和数值模拟相结合的方法预报船舶的动态运动响应,研究长周期风浪和涌浪的单独和联合作用对航道波浪富余深度的影响。以5万吨级普通散货船为主要研究对象,将船体系统整体视为非线性弹簧,考虑其垂直运动中的垂荡、横摇和纵摇所引起的下沉量变化,设置临界矩阵以解决理想流体中船舶运动的发散问题,在建立质量分布模型的基础上划分船体湿表面和自由表面有限元网格,并构建船体的有限元模型,借助数值模拟方法得到船舶RAO,并利用谱分析方法估算短期运动响应的最大值,从而求解航道波浪富余深度。（2）为研究网格密度及网格数量对试验结果的影响,并验证本研究方法的准确性,以wigley船作为辅助研究对象,基于型值数据建立了有限元分析模型,计算了wigley船在单位波幅条件下的运动响应,并与船池试验结果进行比对。结果表明,本文所采用的计算船舶运动响应的方法是可行的,且网格密度改变后,船舶运动响应计算结果基本不变,即改变网格密度、增加网格数量对结果精度的提升较小,但随着网格密度的加大,计算效率会大幅度降低。（3）通过构建计算船体下沉运动的数值分析模型,结合三维零航速线性频域方法和三维非线性全航速时域方法,计算传统散货船船体的波浪力、船舶运动响应和波浪富余深度,得到船体运动的时间历程和频谱特性;分析了波高、波周期、波向角以及航速和航道水深对船体垂荡、纵摇和横摇运动波浪力的影响,并研究了船体各自由度的运动响应变化规律和变化幅值,在此基础上分别针对各关键因素对波浪富余深度进行了计算。研究结果表明:随着波高的变化,船舶纵摇和垂荡所受到的波浪力和波浪力矩变化较为明显,船体运动响应整体呈近似线性的变化趋势,且波高的改变对船舶纵摇的影响最大,波高小于2m时,可取2.97m（0.24倍吃水）的波浪富余深度;随着波周期的增加,船舶所受横向、纵摇和垂向的波浪力呈现增强趋势,而绕X、Y、Z轴的波浪力矩呈现先增强后减弱的变化趋势,横摇运动响应的峰值呈现随波向角增大而增大的变化趋势,考虑波周期影响,必要时应至少保留2.4m（0.19倍吃水）的波浪富余深度;在迫近船舶固有摇荡周期的不同波向角波浪的影响下,船舶运动响应呈现较为杂乱的分布趋势,一般而言,随着波向角的变化,船体运动响应呈现“单峰”或“单谷”的变化趋势,考虑波向角影响,应至少保留3.7m（0.3倍吃水）的波浪富余深度;相比于波浪因素,船舶航速和航道水深对船体运动响应的影响相对较小。（4）考虑到极端海况,分别采用JONSWAP谱和Torsethaugen谱模拟单纯风浪及风浪和涌浪共同存在的实际海况,借助谱分析法计算了船体的垂向运动响应幅值。数值模拟的试验结果表明,在两种波谱的作用下,船体运动响应低频成分显着,涌浪成分的作用效果明显强于风浪,且随着海况增加,船体的下沉幅值愈加显着;基于西非某海域一年一遇和百年一遇的实际海况波浪数据,计算了传统散货船运动响应的短期预报数值,从而确定了长周期风浪和涌浪下波浪富余深度的数值计算方法和结果;对涌浪参数进行敏感性分析,结果表明:涌浪参数的改变对横摇运动的影响程度强于垂荡运动,而对纵摇运动和下沉运动的影响程度较小;分析了传统散货船在风浪和涌浪中垂向运动的一般规律,为后续工程实践提供建议。
袁帅[5]（2020）在《浅水域规则波中迎浪航行船舶的运动和水动力数值预报》文中指出近年来,船舶向大型化发展,使一些原本可以看作深水的水域变成了浅水域,船舶的水动力性能因之受到浅水效应的影响。大型船舶在浅水域航行时受到更大的水动力作用,发生明显的下蹲;而在浅水域波浪中航行的大型船舶,波浪作用会导致船舶产生垂向摇荡运动,增加了其航行时触底的风险。因此,预报船舶在浅水域波浪中航行时的运动和水动力特性对指导船舶安全航行具有十分重要的意义。本文基于CFD软件STAR-CCM+建立数值波浪水池,以大型油轮KVLCC2船模和集装箱船DTC船模为研究对象,采用基于求解非定常RANS方程的CFD黏性流方法对船舶在开阔深水域、开阔浅水域和浅窄航道规则波中迎浪航行时的黏性流场进行数值模拟,对船舶垂向运动和水动力进行数值预报。为了验证所采用的数值方法,对计算结果进行了收敛性分析,对数值离散不确定度进行了评估。对开阔深水域工况,首先采用黏性流模拟方法对在规则波中迎浪航行KVLCC2船模的运动和水动力进行了计算,与模型试验结果进行了对比验证,两者吻合良好;然后采用无黏模型计算船舶无黏绕流场,分析了流体黏性对船体运动和水动力的影响。结果表明,流体黏性对船舶运动影响很小,而对共振状态附近的波浪增阻有一定影响。对开阔浅水域工况,首先对不同波浪模型的适用性进行了研究,发现采用五阶Stokes波浪模型模拟的波浪比线性波浪模型更稳定;然后,数值模拟了不同水深下的波浪传播,发现流体黏性会导致波能沿程耗散,但整体影响可以忽略。不同水深下波浪传播的数值模拟结果表明,随着水深变浅、波长变大,波幅非线性变强;随后,对不同水深下KVLCC2船模以不同航速在规则波中迎浪航行时的黏性流场进行数值模拟,研究了水深和航速对船体运动和水动力性能的影响,并根据船舶动态富余水深,对船舶航行安全性进行了分析。结果表明,随着水深变浅,船舶垂向运动峰值变小且峰值频率降低;随着水深变浅,波浪增阻随波长或波浪圆频率的变化趋势有所改变,但不同水深下波浪增阻中压阻力增加的占比均远大于摩擦阻力增加的占比;随着水深变浅、波长变大,船舶在波浪中的动态富余水深明显减小,船舶触底风险很大,而通过减速航行能有效地降低长波中的船舶触底风险。对浅窄航道工况,计算了在有限宽度航道规则波中迎浪航行DTC船模的运动和水动力,并与国际基准研究模型试验结果进行了对比验证,两者吻合良好;然后,对船模在不同宽度浅窄航道规则波中迎浪航行时的黏性流场进行了数值模拟,分析了岸壁对船体运动和水动力性能的影响,发现船-岸相互作用对船舶在波浪中的平均姿态影响不可忽略,对波浪增阻影响十分明显。本文较好地预报了开阔深水域、开阔浅水域和浅窄航道规则波中迎浪航行船舶的运动姿态和水动力,捕捉到了不同情况下船舶周围黏性绕流场的特征,揭示了水深、航速及岸壁对船舶迎浪航行时的运动和水动力性能的影响。本文的研究结果可为浅水中波浪作用下的船舶安全航行提供一定的理论指导。
郭威治[6]（2018）在《基于多因素耦合的超大型船舶富裕水深研究》文中认为随着航运业的蓬勃发展,船舶大型化、专业化、智能化的发展趋势日益明显,特别是油船、散货船、集装箱船等。同时随着超大型船舶数量的增加,水上搁浅、碰撞事故风险随之上升,给水上交通安全带来巨大挑战。在影响超大型船舶航行安全的诸多因素中,富裕水深（Under-Keel Clearance,UKC）是国内外学者、海事主管机关、港航企业高度关注的热点和难点问题,因此,开展超大型船舶UKC研究,对于保障超大型船舶航行安全、减少或避免船舶发生拖底、触底和搁浅等险情事故具有实际指导意义,而且在通航环境受限的前提下充分利用通航资源、发挥超大型船舶装载能力、避免船舶运力浪费,实现船型大型化和航运效益与安全的最优化等方面具有实践意义。论文以超大型船舶UKC为研究对象,以影响机理、计算方法、统计分析、验证应用为研究主线,通过影响机理耦合分析、数值计算、缩尺船模试验、实船试验等方法开展了多因素超大型船舶UKC研究。论文主要内容和创新点有:（1）UKC影响耦合机理研究。系统辨识了UKC影响因素,构建了层级结构模型。运用系统动力学对UKC的“人-机-环境”三个层面的影响因素开展了耦合机理分析,继而构建了多因素耦合下的超大型船舶下沉量和UKC耦合计算模型。（2）船舶动态下沉量计算及验证。确立了超大型船舶下沉量测量和验证成套技术,运用数值船池计算、缩尺船模及实船实验等方法开展试验研究,分别得出了不同试验方法下船舶动态下沉量取值范围,验证了下沉量耦合计算模型的可靠性。（3）超大型船舶动态富裕水深计算方法。基于安全航速理念提出了超大型船舶三维安全领域模型,运用水动力干扰理论、船舶停/倒车冲程及交通流跟驰等理论方法,提出了超大型船舶安全航速区间及动态富裕水深的计算方法。（4）基于统计分析的UKC取值区间。运用高斯混合模型和期望最大算法方法,提出了超大型船舶UKC计算方法和优化取值标准。以曹妃甸港实船、观测及统计数据为验证对象,通过数理计算分别提出了不同吨位、不同装载率下的超大型船舶UKC取值标准。论文对超大型船舶UKC影响耦合机理、动态富裕水深、试验验证、统计分析等进行了系统研究,并以渤海海域为例开展了算例分析。结果表明,论文提出的UKC计算方法与实际情况契合度高;UKC影响因素识别和耦合定性定量分析能够充分描述各要素之间的耦合机理;超大型船舶三维安全领域模型能够客观反映超大型船舶的特殊性。论文成果丰富了超大型船舶操纵理论和技术,对超大型船舶安全保障具有指导意义和应用价值。
李连博,刘德新,尹建川,戴冉[7]（2016）在《老铁山—长兴岛VLCC外海航路安全水深的确定》文中研究指明为确保长兴岛北港区30万吨级油船泊位正常营运,科学合理地规划老铁山水道至长兴岛北港区的外海航路,对国内外关于航道水深的标准、规范和影响船舶富余水深的要素进行对比分析.基于MATLAB 8.0平台,利用芳村公式、Eryuzlu（1994）修正公式和Norbin公式计算船舶在开敞水域航行时的下沉量、富余水深和安全水深,并画出满载VLCC在开敞水域航行时的下沉量、富余水深、安全水深在不同航速情况下随水深与吃水比值变化的曲线.根据《海港总体设计规范》、芳村公式、Eryuzlu（1994）修正公式和Norbin公式,计算出在开敞水域航行的满载VLCC在不同航速下所需的下沉量和外海航路安全水深.运用该方法提出老铁山水道至长兴岛北港区外海航路的安全水深建议值.该方法可为渤海湾其他有VLCC码头的外海航路设计提供一定的参考.
牛佳伟,刘德新,李连博,张伟,乔林[8]（2016）在《宁波港LNG船舶航路安全水深的确定》文中研究表明分析国内外相关文献中有关船舶下沉量和富余水深的影响因素,结合宁波港附近水域的通航环境特点,建立适合本工程海域LNG船舶航行所需安全水深的计算模型;利用Matlab软件对几种下沉量计算公式进行对比分析,确定能够充分保证航行安全的下沉量计算公式。根据建立的安全水深计算模型,提出LNG船舶在不同航速情况下所需安全水深建议值。
张亮[9]（2016）在《超大型船舶受限水域航行安全保障关键技术研究》文中进行了进一步梳理随着我国大型泊位的陆续建成投产,超大型船舶的流量持续增加、航行风险加大,特别是40万吨与45万吨“淡水河谷型”散货船进出我国港口对航行安全构成了新的挑战。40万吨船舶受限水域航行关键技术问题如富余水深、乘潮与航速控制、靠离泊技术等在我国尚未得到全面解决和应用。论文以40万吨船舶满载进青岛董家口港航行安全为研究对象,建立超大型船舶航行环境影响因素模型,提出富余水深模型应用方法,确定乘潮和航速控制的边界条件,研究40万吨船舶满载进港的水深适应性和靠泊技术,建立40万吨船舶受限水域航行安全保障关键技术模型,解决富余水深的取值及应用、乘潮与航速控制和靠离泊操纵技术等制约超大型船舶通航的关键技术问题。主要内容如下:（1）航行环境影响因素模型运用人-船-环境-管理模型,结合董家口水域特征,分析董家口水域航行环境影响因素模型。（2）富余水深的取值、应用及乘潮与航速控制要求应用对比法,求得不同方法对应的富余水深取值,充分考虑乘潮条件,提出富余水深应用方法,找出富余水深、乘潮潮位与可通航最大吃水的关系,确定乘潮和航速控制的边界条件,分析董家口水域的水深适应性。（3）40万船舶满载进港保障条件及航行安全保障关键技术模型运用董家口港区富余水深、乘潮与航速控制等有关结论,结合航行环境影响因素模型,提出40万吨船舶满载进港拖轮配备、推荐方案与限定条件,分析靠泊方案及操纵要领并通过通航仿真试验加以验证。在富余水深、乘潮与航道控制、靠离泊技术的基础上,结合航行环境影响因素模型,构建40万吨船舶受限水域航行安全保障关键技术模型。（4）航行风险模糊综合评价结合董家口水域的人-船-环境-管理因素,运用综合评判法、层次分析法、专家判断法对40万吨船舶满载进港的航行风险进行评价。论文成果能够丰富多元环境条件下富余水深取值及应用理论,完善超大型船舶满载进港乘潮与航速控制的理论依据,提高超大型船舶靠离泊操纵技术,推动保障航行安全的前提下通航水域资源的最大化发挥,有利于我国港口又好又快的发展。
张洪刚,艾万政[10]（2016）在《长江干线富裕水深研究》文中研究表明文中在探讨船舶操纵性的基础上,探讨了长江干线富裕水深计算公式,并将本文探讨公式的计算结果与实际情况进行对比。研究结果表明,文中所提出的长江干线富裕水深计算公式与实际吻合良好。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 船舶碰撞危险阈值研究现状 |
| 1.2.2 船舶搁浅触礁危险评判阈值的研究现状 |
| 1.3 论文主要工作 |
| 第2章 航行水域识别方法研究 |
| 2.1 构建港口水域数据库的方法 |
| 2.1.1 数据库建库方案 |
| 2.1.2 数据库设计 |
| 2.1.3 港口水域数据库 |
| 2.2 航行水域识别算法设计 |
| 2.2.1 PIDVCA算法 |
| 2.2.2 航行水域特征的定义 |
| 2.2.3 航行水域识别算法流程设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 船舶碰撞危险评判阈值的确定方法 |
| 3.1 安全会遇距离边界模型相关概念 |
| 3.1.1 SDA边界模型定义 |
| 3.1.2 船舶临界碰撞会遇距离的计算模型 |
| 3.2 调查问卷的设计 |
| 3.2.1 会遇态势的划分 |
| 3.2.2 问卷调查概况 |
| 3.3 典型会遇态势下临界安全会遇距离的研究 |
| 3.3.1 临界安全会遇距离结果分析 |
| 3.3.2 典型态势特征系数的确定 |
| 3.4 算法的实现与仿真验证 |
| 3.4.1 船舶碰撞危险评判阈值算法设计 |
| 3.4.2 船舶碰撞危险评判阈值算法仿真验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 船舶搁浅触礁危险评判模型的构建 |
| 4.1 动态水深模型研究 |
| 4.1.1 传统动态水深模型 |
| 4.1.2 高精度动态水深模型 |
| 4.2 安全水深阈值模型 |
| 4.2.1 富余水深 |
| 4.2.2 安全水深阈值公式 |
| 4.3 船舶搁浅触礁危险评判模型 |
| 4.3.1 危险水深评判模型 |
| 4.3.2 港口水域海图数据检索区域模型 |
| 4.3.3 搁浅触礁危险阈值模型 |
| 4.4 船舶搁浅触礁危险评判算法设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 算法仿真验证 |
| 5.1 船舶智能操纵平台(SIHC) |
| 5.2 航行水域识别算法仿真验证 |
| 5.2.1 港口区域识别仿真验证 |
| 5.2.2 上海港水域识别仿真验证 |
| 5.3 船舶搁浅触礁危险评判算法仿真验证 |
| 5.3.1 检索危险物标验证实验 |
| 5.3.2 检索物标危险等级验证实验 |
| 5.3.3 检索危险水深验证实验 |
| 5.4 算法综合应用仿真验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文总结及创新点 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 在学期间科研成果情况 |
| 1 影响浅窄航道耙吸船施工的因素 |
| 1.1 航道断面底高程里程关系 |
| 1.2 潮位历时对航道水深的影响 |
| 1.3 船舶吃水与排水量(土方载质量)曲线 |
| 1.4 挖泥时间与吃水关系曲线 |
| 2 挖泥船浅水施工中富余水深推演 |
| 3 施工应用 |
| 3.1 工程概况 |
| 3.2 施工工艺及操作要点 |
| 4 结论 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景与意义 |
| 1.3 升船机过机船舶安全检测技术研究现状 |
| 1.3.1 吃水检测技术研究现状 |
| 1.3.2 航速检测技术研究现状 |
| 1.3.3 富余水深检测方法研究现状 |
| 1.4 本文研究内容及章节安排 |
| 2 系统工作原理及设计 |
| 2.1 系统整体方案设计 |
| 2.1.1 系统整体概述 |
| 2.1.2 系统整体构成 |
| 2.2 上游仰扫式吃水检测子系统 |
| 2.2.1 仰扫式吃水检测系统工作原理 |
| 2.2.2 仰扫式吃水检测子系统构成 |
| 2.2.3 上游吃水数据的计算 |
| 2.3 下游侧扫式吃水检测子系统 |
| 2.3.1 侧扫式吃水检测子系统工作原理 |
| 2.3.2 侧扫式吃水检测子系统构成 |
| 2.3.3 下游吃水数据的计算 |
| 2.4 富裕水深与航速检测设计方案 |
| 2.5 远程数据中心设计方案 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 富余水深与航速监测子系统设计 |
| 3.1 升船机过机安全方案设计 |
| 3.1.1 船只在上下游行驶的船体下沉分析 |
| 3.1.2 船舶在船厢中移动的船体下沉分析 |
| 3.1.3 船只出入船厢时的船体下沉分析 |
| 3.1.4 过机安全检测方案 |
| 3.2 富余水深与航监测子系统原理 |
| 3.2.1 富余水深与航速监测子系统工作原理 |
| 3.2.2 多普勒雷达工作原理 |
| 3.2.3 超声波衍射原理 |
| 3.3 富余水深与航监测子系统设计 |
| 3.3.1 富余水深与航速监测系统构成 |
| 3.3.2 超声波串扰解决方案 |
| 3.3.3 超声波信号的采样方案 |
| 3.4 富余水深与航速的计算 |
| 3.4.1 系统数据的特征提取 |
| 3.4.2 系统数据的噪声剔除 |
| 3.4.3 基于特征偏移的深度计算 |
| 3.4.4 航速信息的数据处理 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 系统远程数据中心的设计 |
| 4.1 系统软件整体架构 |
| 4.2 AIS数据融合系统 |
| 4.2.1 AIS系统工作原理 |
| 4.2.2 AIS数据的分析 |
| 4.2.3 AIS数据融合软件模块设计 |
| 4.2.4 船只路径识别方案设计 |
| 4.2.5 数据匹配方案设计 |
| 4.3 数据查询子系统设计 |
| 4.3.1 数据查询子系统功能模块 |
| 4.3.2 数据库设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 系统现场安装与测试 |
| 5.1 富余水深与航速检测子系统测试 |
| 5.1.1 富余水深与航速监测系统现场设备安装 |
| 5.1.2 船厢现场实船测试 |
| 5.2 系统人机交互界面 |
| 5.2.1 AIS数据融合软件人机交互界面 |
| 5.2.2 仰扫式吃水检测软件展示 |
| 5.2.3 侧扫式吃水检测软件展示 |
| 5.2.4 富余水深与航速监测软件展示 |
| 5.2.5 船舶信息查询系统人机交互界面 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 概述 |
| 1.1 研究背景、目的及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 船舶波浪力、波浪载荷及运动响应的研究 |
| 1.2.2 航道波浪富余深度 |
| 1.2.3 船舶航行数值仿真模拟 |
| 1.3 研究内容、方法及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容及关键问题 |
| 1.3.2 研究方法及技术路线 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 波浪富余深度及船舶运动响应计算原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 航道波浪富余深度影响因素分析 |
| 2.2.1 波浪高度 |
| 2.2.2 波浪周期 |
| 2.2.3 波向角 |
| 2.3 船体运动及波浪载荷定解 |
| 2.3.1 坐标系的定义 |
| 2.3.2 入射速度势的描述 |
| 2.3.3 控制方程与边界条件的确定 |
| 2.4 船体运动方程 |
| 2.4.1 质量矩阵 |
| 2.4.2 非线性流体载荷 |
| 2.5 船体频域内的运动响应 |
| 2.6 基于SESAM的船舶运动计算过程介绍 |
| 2.6.1 GeniE和 Patranpre模块介绍 |
| 2.6.2 HydroD模块介绍 |
| 2.6.3 时域收敛问题 |
| 2.7 波浪谱 |
| 2.7.1 风浪和涌浪 |
| 2.7.2 常见的单峰风浪谱和双峰风-涌浪谱 |
| 2.8 船舶运动响应谱 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 船舶有限元建模、分析与验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结构元建模 |
| 3.2.1 建模原则 |
| 3.2.2 有限元网格划分 |
| 3.3 粘性阻尼的设置 |
| 3.4 实例分析 |
| 3.4.1 wigley船模型数据 |
| 3.4.2 船体网格模型 |
| 3.4.3 计算方法验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 规则波条件下航道波浪富余深度研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 船舶主尺度模型与计算模型 |
| 4.3 波高对波浪富余深度的影响 |
| 4.3.1 波浪力随波高的变化 |
| 4.3.2 船舶运动响应随波高的变化 |
| 4.3.3 波浪富余深度随波高的变化 |
| 4.4 波周期对波浪富余深度的影响 |
| 4.4.1 波浪力随波周期的变化 |
| 4.4.2 船舶运动响应随波周期的变化 |
| 4.4.3 波浪富余深度随波周期的变化 |
| 4.5 波向角对波浪富余深度的影响 |
| 4.5.1 波浪力随波向角的变化 |
| 4.5.2 船舶运动响应随波向角的变化 |
| 4.5.3 波浪富余深度随波向角的变化 |
| 4.6 航道水深和航速对波浪富余深度的影响 |
| 4.6.1 船舶运动响应随航道水深和航速的变化 |
| 4.6.2 波浪富余深度随航道水深和航速的变化 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 随机波条件下航道波浪富余深度研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 波浪谱 |
| 5.3 船体运动响应函数 |
| 5.4 长周期波环境下的船舶运动响应 |
| 5.4.1 船舶在长周期风浪环境中的运动响应 |
| 5.4.2 船舶在长周期涌浪环境中的运动响应 |
| 5.5 波浪富余深度随波浪角频率的变化 |
| 5.6 环境敏感性分析 |
| 5.6.1 波向角敏感性分析 |
| 5.6.2 谱峰周期敏感性分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 波浪中船舶三维黏性流场计算基本理论和数值方法 |
| 2.1 数学模型 |
| 2.1.1 控制方程 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.1.3 近壁面流动模型 |
| 2.1.4 波浪模型 |
| 2.2 数值方法 |
| 2.2.1 有限体积法 |
| 2.2.2 运动模拟与动网格 |
| 2.2.3 数值造波与消波方法 |
| 2.2.4 多相流模型 |
| 2.2.5 数值算法 |
| 2.3 数据处理 |
| 2.4 数值不确定度 |
| 2.4.1 收敛性分析 |
| 2.4.2 验证方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 开阔深水域船舶黏性流场的数值模拟 |
| 3.1 研究对象与计算工况 |
| 3.2 数值模拟 |
| 3.2.1 数值方法 |
| 3.2.2 计算域与边界条件 |
| 3.2.3 网格生成 |
| 3.3 数值方法验证 |
| 3.4 计算结果与分析 |
| 3.4.1 船体水动力和运动响应 |
| 3.4.2 波浪增阻 |
| 3.4.3 流体黏性影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 开阔浅水域船舶黏性流场的数值模拟 |
| 4.1 研究对象与计算工况 |
| 4.2 数值模拟 |
| 4.2.1 数值方法 |
| 4.2.2 计算域与边界条件 |
| 4.2.3 网格生成 |
| 4.3 波浪模型对比 |
| 4.4 数值方法验证 |
| 4.5 计算结果与分析 |
| 4.5.1 不同水深下的波浪传播 |
| 4.5.2 静水中不同水深下的船舶直航 |
| 4.5.3 不同水深下的船舶迎浪航行 |
| 4.5.4 不同航速下的船舶迎浪航行 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 浅窄航道船舶黏性流场的数值模拟 |
| 5.1 研究对象与计算工况 |
| 5.2 数值模拟 |
| 5.2.1 数值方法 |
| 5.2.2 计算域与边界条件 |
| 5.2.3 网格生成 |
| 5.3 数值方法验证 |
| 5.4 计算结果与分析 |
| 5.4.1 基准工况 |
| 5.4.2 岸壁的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景、意义及课题来源 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 选题来源 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 问题提出 |
| 1.3 研究目标、内容及关键问题 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 关键问题 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 第2章 超大型船舶UKC基础理论 |
| 2.1 超大型船舶概述 |
| 2.1.1 船型尺度 |
| 2.1.2 通航特征 |
| 2.1.3 发展现状 |
| 2.2 UKC基础理论 |
| 2.2.1 UKC概述 |
| 2.2.2 UKC组成要素 |
| 2.2.3 UKC影响因素 |
| 2.2.4 船舶下沉量 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 UKC影响因素辨识及影响机理分析 |
| 3.1 UKC影响因素辨识 |
| 3.2 UKC影响因素层级结构建模 |
| 3.2.1 基于ISM的层次结构建模 |
| 3.2.2 UKC影响因素层级结构模型构建 |
| 3.3 UKC影响因素耦合分析 |
| 3.3.1 UKC影响因素耦合建模 |
| 3.3.2 基于SD模型的UKC影响因素耦合分析 |
| 3.4 UKC耦合计算模型构建 |
| 3.4.1 理论方法 |
| 3.4.2 耦合计算模型 |
| 3.4.3 验证分析 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 船舶动态下沉量计算及验证 |
| 4.1 数值船池验证法 |
| 4.1.1 数值验证模型 |
| 4.1.2 船舶下沉量及纵倾值计算 |
| 4.2 缩尺船模试验 |
| 4.2.1 可行性分析 |
| 4.2.2 方法及过程 |
| 4.2.3 结果分析 |
| 4.3实船实验 |
| 4.3.1 总体情况 |
| 4.3.2 实验情况 |
| 4.3.3 技术实施 |
| 4.3.4 结果分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 基于船舶三维安全领域模型的DUKC |
| 5.1 超大型船舶三维安全领域模型 |
| 5.1.1 概念提出 |
| 5.1.2 航速控制标准 |
| 5.2 基于横向安全领域模型的DUKC |
| 5.2.1 船间水动力干扰特征 |
| 5.2.2 船间水动力干扰通用模型 |
| 5.2.3 横向领域最小航速计算模型 |
| 5.3 基于纵向安全领域模型的DUKC |
| 5.3.1 船舶倒车冲程 |
| 5.3.2 船舶安全纵向间距模型 |
| 5.4 基于垂向安全领域的DUKC |
| 5.5 基于三维安全领域模型下的DUKC算例分析 |
| 5.5.1 基于横向安全领域模型的最小安全航速 |
| 5.5.2 基于纵向安全领域模型的最大安全航速 |
| 5.5.3 DUKC计算分析 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 UKC取值区间研究的数据统计分析 |
| 6.1 统计分析原理 |
| 6.2 数据处理及分析 |
| 6.2.1 数据处理分析 |
| 6.2.2 数据分析 |
| 6.3 UKC/D值域 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 UKC计算模型仿真及应用示范 |
| 7.1 参数选取 |
| 7.2 计算分析 |
| 7.2.1 设计代表船型 |
| 7.2.2 基于耦合计算模型的UKC计算分析 |
| 7.3 受限水域超大型船舶UKC计算及动态仿真系统 |
| 7.3.1 软件系统 |
| 7.3.2 实例示范 |
| 7.4 小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位阶段发表论文及参研课题情况 |
| 0 引言 |
| 1 设计船型 |
| 2 国内外航路水深标准、规范和相关研究 |
| 2.1《海港总体设计规范》 |
| 2.2 在开敞浅水域航行时富余水深的确定 |
| 2.2.1 水深误差 |
| 2.2.2 无外界条件影响时的船体下沉量 |
| 2.2.3 受风浪条件影响时的船体下沉量 |
| 2.2.4 安全操纵对富余水深的影响 |
| 2.2.5 富余水深估算模型 |
| 3 老铁山—长兴岛VLCC外海航路安全水深的确定 |
| 3.1 开敞浅水域VLCC航道安全水深确定 |
| 3.2 老铁山水道至长兴岛北港区VLCC外海航路安全水深确定 |
| 4 结束语 |
| 1 设计船型 |
| 2 航路水深标准、规范和相关情况 |
| 2.1《海港总体设计规范》 |
| 2.2 开敞浅水域航行富余水深的确定 |
| 2.2.1 水深误差 |
| 2.2.2 船体静态下沉量 |
| 2.2.3 船体动态下沉量 |
| 2.2.4 安全操纵对富余水深的影响 |
| 2.2.5 富余水深估算模型 |
| 3 下沉量和安全水深计算结果分析 |
| 3.1 下沉量和安全水深随h/d变化情况 |
| 3.1.1 芳村公式计算模型 |
| 3.1.2 修正公式计算模型 |
| 3.1.3 Norbin公式计算模型 |
| 3.2 LNG船舶航路安全水深计算值 |
| 4 结论 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目标、内容及关键问题 |
| 1.2.1 研究目标 |
| 1.2.2 研究内容 |
| 1.2.3 关键问题 |
| 1.3 研究方法和技术路线 |
| 第2章 国内外研究现状 |
| 2.1 文献综述 |
| 2.2 研究现状分析 |
| 第3章 40万吨船舶航行影响因素模型 |
| 3.1 人的因素 |
| 3.2 40万吨船舶航行特性 |
| 3.2.1 40万吨船舶尺度 |
| 3.2.2 超大型船舶操纵特性 |
| 3.3 环境与管理因素 |
| 3.3.1 航行环境影响因素模型 |
| 3.3.2 董家口水域自然环境 |
| 3.3.3 董家口水域港口环境 |
| 3.3.4 董家口水域交通环境 |
| 3.3.5 安全保障与管理规定 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 富余水深的应用与水深适应性 |
| 4.1 富余水深的概念与构成 |
| 4.2 富余水深计算模型 |
| 4.2.1 经验取值法 |
| 4.2.2 分类取值法 |
| 4.3 富余水深的应用方法 |
| 4.4 董家口水域水深的适应性 |
| 4.4.1 40万吨船舶进港计划航线 |
| 4.4.2 40万吨船舶乘潮与航速控制 |
| 4.4.3 40万吨船舶富余水深的取值 |
| 4.4.4 基于全年潮位的水深适应性 |
| 4.4.5 基于冬三月潮位的水深适应性 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 40万吨船舶航行安全保障关键技术模型 |
| 5.1 拖轮的配备 |
| 5.1.1 拖轮的配备 |
| 5.1.2 拖轮协助操纵方式 |
| 5.1.3 拖轮的性能和尺度要求 |
| 5.2 船舶满载进港航行推荐方案 |
| 5.2.1 进港方案 |
| 5.2.2 限定条件 |
| 5.3 靠泊技术 |
| 5.4 通航仿真试验验证 |
| 5.4.1 船舶操纵模拟器 |
| 5.4.2 船舶和航道建模 |
| 5.4.3 试验气象条件 |
| 5.4.4 试验水文条件 |
| 5.4.5 试验工况 |
| 5.4.6 试验数据统计 |
| 5.4.7 试验结果 |
| 5.5 航行安全保障关键技术模型 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 航行风险模糊综合评价 |
| 6.1 模糊综合评价模型 |
| 6.2 风险评价 |
| 6.2.1 风险源辨识 |
| 6.2.2 风险评价 |
| 6.3 小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位阶段参研课题情况 |
