浮筒式防風(fēng)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)研究與應(yīng)用.pdf

1、浮筒式防風(fēng)單點(diǎn)系泊是我海軍水面艦艇和部分民用船舶在避風(fēng)錨地抵御臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的主要方式。它具有一般單點(diǎn)系泊系統(tǒng)(SPM)的共同特點(diǎn)，即系泊的船舶可繞著單點(diǎn)做360。旋轉(zhuǎn)，根據(jù)環(huán)境荷載(風(fēng)、浪、流等)自動(dòng)調(diào)整方位，使作用在單點(diǎn)上的系泊力能夠經(jīng)常保持最小。 現(xiàn)有的SPM研究多限于對(duì)非極端海況，未見對(duì)船舶尤其是軍用艦船在以高風(fēng)速為主要特征的臺(tái)風(fēng)狀況下SPM系統(tǒng)的研究。1991年頒布的國(guó)家軍隊(duì)標(biāo)準(zhǔn)《防風(fēng)系船水鼓》(GJB1119-91)對(duì)軍用

2、浮筒式防風(fēng)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用作了規(guī)定，但由于其存在明顯的理論缺憾和適用性差等原因，一直未能得到推廣使用，我軍用防風(fēng)單點(diǎn)系泊設(shè)施的配置一直處于混亂的局面，有的存在嚴(yán)重的安全隱患。隨著艦船大型化發(fā)展，原標(biāo)準(zhǔn)存在的問題日益突出，迫切需要開展課題研究，從根本上解決防風(fēng)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的理論計(jì)算和應(yīng)用問題，為國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供理論和技術(shù)支持。本文的研究是結(jié)合軍隊(duì)“十五”科研規(guī)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“海軍防風(fēng)系船水鼓系列研究”開展的。 本文采用調(diào)

3、查分析、模型試驗(yàn)、理論研究、工程實(shí)例等研究手段，對(duì)浮筒式防風(fēng)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的系列問題展開深入的研究，包括防風(fēng)系泊力研究、系泊曲線研究、錨體錨碇力研究和配系研究，最終形成了一套較為完整的理論應(yīng)用體系。 具體來說，本文的主要研究?jī)?nèi)容和成果包括： ●對(duì)現(xiàn)有系泊力理論計(jì)算公式進(jìn)行了比較和篩選，提出適合防風(fēng)單點(diǎn)系泊使用的系泊力表達(dá)形式。 ●通過對(duì)浮筒式防風(fēng)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)在風(fēng)、浪、流作用下的物理模型試驗(yàn)，研究了其運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)力響

4、應(yīng)以及各主要因素的影響情況，對(duì)推薦的防風(fēng)系泊力公式進(jìn)行驗(yàn)證和關(guān)鍵參數(shù)的確定。 ●在模型試驗(yàn)技術(shù)方面，對(duì)海洋工程中風(fēng)場(chǎng)、流場(chǎng)的模擬技術(shù)進(jìn)行了探討研究，并提出了重力相似準(zhǔn)則下風(fēng)速比尺的修正思想。 ●基于懸鏈線和二次拋物線理論，推導(dǎo)了浮筒式防風(fēng)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)系泊曲線，并研究了浮筒、懸錘等對(duì)系泊線張力和形狀的影響，提供了便于程序?qū)崿F(xiàn)的流程圖。 ●對(duì)常見海底底質(zhì)下錨體錨碇力進(jìn)行了物理模型試驗(yàn)，研究了埋深、錨體形狀、拉力角度等