锚泊操纵偏荡研究（郑孟0612）论文3.docx

集美大学毕业设计（论文）任务书航海 学院航海技术专业N0612 班学生 郑孟 学号 毕业设计（论文）题目： 单锚泊船的偏荡研究 二、 毕业设计（论文）工作规定进行的日期：2009 年11月11日起至2010年07月11日止三、 毕业设计（论文）进行地点： 集美大学 四、 任务书的内容：（一） 选题的目的、意义:锚泊是船舶运输生产的一个必不可少的环节锚泊安全问题关系到船员、船舶、 货物的安全因此，锚泊安全问题一直为专家、学者们所关注几十年来，人们对锚 泊安全问题进行了大量的研究，目的是提高锚泊安全性，保障人员、船舶、货物安 全研究的方法主要有两种：是实验研究，包括实船实验和船模实验研究；在船舶锚 泊时由于过激的偏荡运动，使船舶走锚以致搁浅、倾覆的事故屡见不鲜，因此对偏 荡运动的研究必不可少二） 论文应论述的内容:本文通过对偏荡运动的成因和防止进行定性分析在对各个因素进行定量分析，包 括船首向心力、锚链张力，再对偏荡运动的幅度进行深入研究，最后建立锚泊船在 风流中偏荡运动的数学模型通过Mat lab仿真算法来模拟单锚泊船在风流中的周 期性偏荡运动，得出锚泊船在偏荡运动中锚链力受外界干涉力影响的变化趋势。

结果 表明：当风速较大时，最大风舷角相对较大，船舶的偏荡较为激烈，同时在一定受风面 积的情况下，船舶所受风压力较大此时，应适当增加出链长度，保证足够的锚抓力， 同时也在一定程度上缓解偏荡的激烈程度，但应注意周围是否有足够的水域推导出 在不同风力情况下的安全出链长度估算公式三） 主要参考资料:[1] 王逢辰、古文贤、郑经略编《船舶操纵与避碰》上册人民出版社[2] （日本）岩井聪著，周忻、王立真译《操船论》人民交通出版社[3] 邓涛单锚泊船在强流中的偏荡建模及研究[C] //船舶安全管理论文集广州中国 航海学会船舶驾驶专业委员会，2008:182-188[4] 吴秀恒船舶操纵性与耐波性[M]北京人民交通出版社,1999[5] ISHERWOOD R M. Wind resistance of merchant ship [J]Trans of RINA, 1973 115:327-338[6] 廖河树、蒋维清、叶宝聪，船舶走锚预报数学模型[J]中国航海，1995 （1） :1-8[7] 杨林家、杨佐倡、于洋，船舶走锚预警系统[J]大连海事大学学报，2005, 31 （1）: 29-31[8] 廖河树走锚预报数学模型，大连海事大学，硕士论文，1994.12[9] 王逢辰夏国忠：大风中锚泊船走锚极限风速的预报，中国航海学会船舶驾驶专业 委员会，海浪与船舶航行安全及防抗台风经验研讨会论文集，大连1998. 1.[10] N. J. Krikelis Dynamic Performance of Towed Vessels Employing Nonlinear Rudder Control Under Adverse Weather Condition, I. S. P JULY 1986.[11] 吴秀恒船舶操纵性与耐波性，人民交通出版社，1999. 8（四） 论文写作过程中应注意事项:1. 遵守任务书的相关要求。

2. 严格遵照大学对毕业论文的相关规定、格式进行写作3. 严禁抄袭他人作品，引用相关论点应加以说明和标注4. 按时完成论文写作（2010.02完成写作大纲初稿：2010.05完成论文初稿；2010.07完成论 文等相关工作），若中途因实习船等其他原因导致不能按时完成，应及时与学院教学科或指导教师联 系，推迟完成计划五） 外文翻译要求:提交字数不少于5000字英文文献译文一篇（连同原文复印件装订在毕业论文之后），要求英文 文献与毕业论文内容有关学生开始执行任务书日期 年 月 日 学生送交毕业论文日期 年 月 日指导教师签名： 年 月 日教研室主任签名： 年 月 日学生签名： 单锚泊船的偏荡研究［摘要］锚泊是船舶运输生产的一个必不可少的环节锚泊安全问题关系 到船员、船舶、货物的安全因此，锚泊安全问题一直为专家、学者们所关 注几十年来，人们对锚泊安全问题进行了大量的研究，目的是提高锚泊 安全性，保障人员、船舶、货物安全研究的方法主要有两种：是实验研究， 包括实船实验和船模实验研究；在船舶锚泊时由于过激的偏荡运动，使船舶 走锚以致搁浅、倾覆的事故屡见不鲜，因此对偏荡运动的研究必不可少 本文通过偏荡运动的定性分析和各种因素的定量分析建立偏荡运动的数学 模型，实现走锚预报。

在研究过程中通过大量的计算得出以下几个主要的 结论：在偏荡中，出一定链长的船舶，随着风速的提高，出现冲击张力的位置 更接近于锚链和船舶首尾线成一直线的位置；而在风速为10〜30m/s的范围 内，滚装船出链8~12节的范围时，冲击张力出现时的锚链舷角约20°〜5° 之间；锚链持续张力大小与船首处的向心加速度值成正比；偏荡周期变化的 总趋势是随风速之提高而缩短，而且与出链长度的关系不明显；同样风速条 件下偏荡周期随B /厶值的提高而缩短，对风速变化的反应不论B /厶值 a a a a高或低均较为敏感［关键词］偏荡幅度锚泊 仿真链长Study on the Slewing Motion of a Single Point Mooring[Abstract] Mooring is an in dispensable production of ship transportation. Moori ng safety problems in relation to the crew, ship, cargo security problems, therefore, mooring safety for experts, scholars have paid more attention to. For decades, people of mooring safety problems have done a lot of research, the purpose of which is to improve safety, security personnel, dragging ship, cargo safely. The research method to basically have two kinds: it is experimental research, in eluding the ship model experiment and experime ntal research; In vessels because of ultra wide swings, ships anchor that stranding, enjoyment, therefore the overthrow of the study of essential swinging. Based on the partial swing motion qualitative analysis and quantitative analysis of various factors of partial swing motion mathematical model, anchor forecast. In the process of research through the calculation of several main conclusions: In swings, a ship, with fixed chain and increase wind speed, position of impact tension appeared more close to chain and ship into a straight line up; The continuous chain tension is proportional to the acceleration of bow; The general trend of swings is improved by the wind speed, and the re I at i on ship to length of chai n is not obvious. In conditi ons of fixed wind speed the swing cycle in creased by the decreasi ng number of 」d 」n spite of -it is sensitive to the change of wind speed.[Key words] slewing； mooring； simulation； chain length目录摘要 IAbstract II第一章 绪论 11.1问题的提出 11. 2本文所做的工作 2第二章 偏荡运动的成因与防止 32. 1偏荡运动的成因与危害 32. 2克服偏荡运动的方法 5第三章 偏荡运动的定量分析 73. 1船首处向心加速度 73.2向心加速度与锚链张力 103. 2. 1持续张力 103. 2. 2冲击张力 113. 3偏荡运动的幅度 123. 3. 1偏荡运动的幅度 123. 3. 2影响偏荡幅度的参数及相互关系 143. 4 持续张力与冲击张力 20第四章锚泊船风流中的偏荡运动数学模型 224. 1运动方程 224. 1. 1坐标系 224. 1. 2平血运动方程 224. 2船舶受力和力矩 234. 2. 1水动力 234. 2.2风的干涉力的计算模型 244. 2. 3流的干涉力的计算模型 254. 2. 4锚的抓力和锚链力的计算 264. 3仿真结果及分析 274. 3. 1仿真算法和船舶资料 274. 3. 2 结果及分析 284. 3.3影响锚泊船偏荡的因素 304. 3. 3. 2 链长 304. 3. 3. 3 流速 314. 4走锚预报 31结论 33致谢语 34第一章 绪论1.1问题的提出船舶在进行检疫、等泊位、锚地过驳、或避风时，都要在锚地锚泊。

有时航行过程中，台风来临寻找临时避风锚地锚泊在锚泊期间，台风过 境，经常有船走锚，造成重大损失如文献所载：1949年8月31 H ,袭击 横滨港的台风最大风速30m/s,瞬时最大风速44m/s ,港外波高今5米当 时，第三区有37艘锚泊船，多数船走锚，其中8艘遭灾；1954年9月26日， 袭击函馆地区的台风，造成港内2艘大型船走锚，港外5艘大型船沉没和2 艘大型船触礁当时函馆最大风速30m/s,瞬时最大风速57m/s ,港外波高 超过6米.造成1446人死亡和失踪；1959年9月26日，伊势湾台风造成在 伊势湾三河湾避风的船舶严重受害当时，名古屋的最大风速37m/s,瞬时 最大风速46m/s,伊势湾中部波高约达10米在伊势湾北部避风的20艘大 型船中，有10艘船走锚，其中5艘搁浅在海岸和防波堤上在三河湾避风 的约30艘的大型船舶中，有6艘走锚，其中4艘发生搁浅事故在伊势湾 北部约10米水深的水域内避风的8艘大型船舶中，有5艘发生搁浅事 故；1964年9月25日，20号台风袭击大阪，当时大阪最大风速19m/s,瞬 时最大风速32m/s,在湾的中部波高约达9米.在大阪湾内11艘大型船舶走 锚，其中4艘发生搁浅事故，且1艘发生倾覆事故。

走锚船较多的水域波 高6~9米•由一斑窥全豹，可知台风对锚泊船的安全影响巨大因此，对 台风过境时如何保证锚泊船的安全显得非常重。