內河彎曲航道加寬及通航條件分析的模擬研究.pdf

1、船舶過彎時一方面要防止其撞岸,另一方面要操舵使其繞彎道做回轉運動,特別是當彎道的彎曲半徑過小,中心角過大或者航寬不夠的時候,船舶過彎時的操縱難度就更大?，F行的航道整治相關規(guī)范中對彎曲航道寬度以及加寬值的計算并沒有給出一個明確的方法,只是規(guī)定彎曲航道的寬度是在直線航道的基礎上做適當的加寬,國內研究學者大多都是根據物理模型試驗的結果或者經驗對彎道航寬進行加寬,但加寬的效果卻很難通過實船試驗的進行驗證。因此,深入研究連續(xù)彎曲航道所需航寬和加寬

2、值公式,對內河彎曲航道的設計和整治有著十分重要的意義。同時,內河航道整治前都需要做工程前相關的通航安全論證,以確保工程后的航道能夠達到預期的整治目標,但現今對這方面的研究多半是通過定床物理模型試驗來進行的,由于比尺效應的存在,試驗結果的精度有一定降低。
　　 本文通過建立三維水流數學模型來模擬連續(xù)彎道水流,并采用概化物理模型對其模擬結果進行驗證。同時,文中還根據船舶在航行過程中的受力情況建立船舶操縱數學模型,并結合三維彎道流場,

3、模擬了不同過渡段長度、彎道中心角、彎曲半徑和船舶航速的組合下船舶在通過上下游彎道時的運動情況,然后結合大量試驗數據擬合出了連續(xù)彎道上下游彎道加寬值的經驗公式。最后,依據上述船舶運動數學模型結合天然河道二維流場,模擬了濠河口連續(xù)彎道整治前后船舶過彎時的航行情況。從以上模擬試驗結果中,可以得出以下幾點結論:
　　 (1)文中建立的三維水流數學模型和船舶操縱運動數學模型的模擬結果與物模測的試驗數據吻合較好,可以很好的反映出彎道水流特征

4、和船舶在水中的運動情況。
　　 (2)船舶上行時,由于對岸航速小,船舶對水流的作用反應不明顯,因而船舶上行所占航跡帶寬度變化小,基本都在16.99m～25.95m之間;而下行時,由于船舶是順水航行,對岸航速比較大,彎道離心力和水流的橫向作用對其作用明顯,此時下行航跡帶寬度在36.76m～110.87m之間,最大差值為44.52m,最小差值為3.7m。
　　 (3)連續(xù)彎道前后彎所需航寬與彎道中心角成正比,與船舶航速成反比