拖航阻力估算模板

浮船坞拖运沉箱相关计算北海港铁山港西港区北暮作业区5＃、6＃泊位水工工程浮船坞拖运计算书一、计算说明1、船坞拖航状态及航区本次作业在我部铁山港区内预制场出运码头至5#、6#泊位码头前沿调头区水域，属于沿海近海拖航。

2、计算依据中国船级社《海上拖航指南》1997-附录2“海上拖航阻力估算方法”3、“防城港”号相关参数：型长：52m；型宽：32m ；型深：3.6m；空载吃水：1.4m二、浮船坞海上拖航阻力估算计算公式如下：1、R T=0.7×(R F+R B)+R A式中：R T为总阻力，kN，R F为摩擦阻力，kN，R F=1.67×A1×V1.83×10-3；R B为剩余阻力，kN，R B=0.147×δ×A2×V-1.74+1.5V；A1为船舶水下湿水表面积，m2；A2为侵水部分的中横剖面面积，m2，V为拖航速度，为保证安全系数，按最大时速4节计算（2.06m/s）;δ为方形系数，本船吃水3.6米时，δ取1.0，R A为空气阻力，kN，R A=0.5ΡV2∑C S S满×10-3；Ρ为空气密度，按Ρ=1.22kg/m3计算；V为风速，取V=20.7m/s计算；A I为受风面积，按顶风计算，m2；C s为受风面积形状系数，按1.0计算。

2、浮船坞装满沉箱时吃水深度为3.1m计算浮船坞露水部分受风面积S满。

S1坞墙面积=11×3×2=66m2S2甲板下于水面上=（3.6-3.1）×32=16m2S3沉箱迎风面积=18.15×17.2=312.18m2S满=S1+S2+S3=394.18m23、浮船坞湿水面积计算满载湿水面积计算：A1满=52×32+（52+32）×2×3.1=2184.8m2浸水部分的中横剖面面积：A2满=32×3.1=99.2m24、摩擦阻力计算RF满=1.67×A1满×V1.83×10-3=1.67×2184.8×2.061.83×10-3=13.7KN 5、剩余阻力计算RB满=0.147×δ×A2满V1.74+0.15V=0.147×1×99.2×2.061.74+0.15×2.06=64.1kN6、空气阻力计算RA满=0.5ΡV2∑C S S满×10-3=0.5×1.22×20.72×1.0×394.18×10-3=103.03kN7、总阻力计算RT满=0.7×（R F满+R B满）+R A满=0.7×（13.7+64.1）+103.03=157.49kN从以上计算得出，当瞬间风力为20.7m/s，选用航速4节时，满载最大拖力为15.7t。

海上拖航阻力计算注：“华富708”空船平均吃水1.0m，每厘米吃水吨数约20T/cm，本计算按货物1500T、压载水1500T，总计3000T计算，上述状态下平均吃水为2.5m。

货物正向迎风面积为14mX14m=196m2。

1．海上拖航总阻力经验计算公式：R t=1.15[R f+R b+(R ft+R bt)]式中：R f-----被拖船（物）的摩擦阻力R b-----被拖船（物）的剩余阻力R ft-----拖船的摩擦阻力R bt-----拖船的剩余阻力2.被拖船（物）的阻力近似计算公式R f=1.67A1V1.8310-3KNR b=0.147δA2v 1.74+0.15v KN式中：V---拖航速度m/sδ---方型系数A2----被拖船（物）浸水部分的中横面积其中：A1如无详细资料，按下方法求：正常船舶；A1=L（1.7d+δB）m2驳船/首尾有线形变化的箱型船；A1=0.92L（B+1.81d）m2无线形变化的箱型船及其他水上建筑A1=L（B+2d）L----被拖船（物）的长度；mB----被拖船（物）的宽度：md----被拖船（物）的吃水：m3．拖轮的阻力计算---用拖轮的资料，如无详细资料，也可按被拖船（正常船舶）的近似公式计算。

已知：V=6.0Kt（3.087m/s）4．被拖物的阻力计算：表一：表二：5．拖轮阻力计算：表三：表四：海上拖轮总阻力为：175.9KNR t=1.15[R f+R b+（R ft+R bt）]=20.6t结论一：当船组在静水中拖带航速为6节时，拖航阻力为20.6T，远小于“华富219”拖轮拖力38T，满足规范要求。

6．对于受风面积特别庞大的钻井平台或其他水上建筑，其拖航阻力尚应按下式计算，取较大值：∑R=0.7（R f + R b）+ R a KN式中：R f、R b——同上述（1）；R a ——空气阻力，按下式计算：R a=0.5 ρ V2 ∑C s A i 10-3KN式中：ρ——空气密度，kg/m3，按1.22 kg/m3计算；V——风速，m/s，取20.6 m/s；A i——受风面积，m2，按顶风计算；C s——受风面积A i的形状系数，按本指南第3章表3.2.1（2）选取。

三用工作船拖带半潜式钻井平台拖航阻力计算◎ 徐书忠1 吴屯彪21.中海油田服务股份有限公司船舶事业部湛江作业公司；2.广东海洋大学摘 要：随着海洋工程技术的不断发展，三用工作船在海洋石油勘探和开发中扮演着至关重要的角色。

其中，拖带半潜式钻井平台是三用工作船常见的作业任务之一。

为了确保拖带过程的安全与效率，对拖带过程中产生的各种阻力进行计算显得尤为重要。

本文旨在探讨三用工作船拖带半潜式钻井平台时面临的各种阻力，包括摩擦阻力、剩余阻力以及由海浪、风等因素引起的空气阻力和波浪阻力。

以三用工作船“海洋石油XX船”短距离拖带半潜式钻井平台“深蓝XX号”为实例，深入分析主拖船与被拖物的受力情况及相互作用，以便在实际操作中调整拖带策略，优化船舶性能，确保拖带过程的安全顺利进行。

以期能够为实际拖带作业提供理论支持和实践指导。

关键词：三用工作船；钻井平台；拖航阻力1.引言随着全球能源需求的不断增长，海洋石油勘探和开发逐渐成为满足这一需求的重要途径。

在这一领域中，三用工作船以其多功能性和灵活性，成为了不可或缺的利器。

它们不仅能够在复杂的海洋环境中进行作业，还承担着拖带、运输、供应等多项重要任务。

其中，拖带半潜式钻井平台便是三用工作船常见的作业任务之一。

半潜式钻井平台作为海洋石油勘探和开发的重要装备，具有结构稳定、作业能力强等特点。

然而，由于其体积庞大、质量重，拖带过程中会面临巨大的阻力。

这些阻力不仅来自水流的摩擦，还来自空气、海流、风速等多种因素的综合作用。

谢松平等[1]以“海洋石油982”大型无动力钻井平台拖带进广州港为例，应用多因素约束的拖航阻力计算方法进行计算，结果表明，依据该方法选择拖带拖轮更为科学合理。

安涛等[2]通过自升式海洋平台拖航阻力计算分析，提出了适合的拖船选用安全系数。

王道广等[3]航速及吃水对六筒复合型基础静水拖航过程影响的试验研究，提出一种可自浮拖航的六筒型综合平台基础结构。

刘积甫[4]通过分析大型工程船舶的总阻力构成成分进一步说明各个相关阻力的计算方法，最终与多个经验公式对比分析，证明经验公式的计算结果存在较大误差。

拖带公式
1、拖带总阻力R＝K×D2/3×V2（吨）
其中K：阻力系数0.0020~0.0024 D：被拖船排水量（吨）V：拖航速度（节）
2、计算拖轮主机总功率Ne＝20.468×R×V
3、计算八字缆直径D＝4.686×(R×N)1/2(毫米) 其中N：安全系数5~7
4、计算拖轮拖缆直径
所列被拖船八字缆直径即为所需配的拖缆直径。

由于每艘拖轮拖缆直径是固定的，且一般大于八字缆,因此,要求被拖船八字缆直径应符合规定，则可满足拖航要求。

计算拖缆长度T1＝K（L1＋L2）（米）其中K：风浪系数（通常在拖缆垂曲度不小于8米情况下取系数值为3。

）
L1：拖轮总长度L2：被拖轮总长度
根据“海船稳性规范”要求，船舶在各种装载条件下应满足：
1）稳性衡准数≥1；
2）初稳性高度＞0.15米(被拖船初稳性高度不得小于0.3米)；3）稳性消失角＞55°；
4）Lmax(最大稳性力臂)≥0.2米
下面为缆绳强度参考表。

船舶用锚地计算和船舶阻力计算（可打印修改）一、用锚的计算锚的系留力：P=W aλa+W cλc L1P―――系留力。

是锚抓力与锚链摩擦力的和（9.81N）W a―――锚在水中的重量。

即锚在空气中重量×0.876(Kg) Wc―――锚链每米长在水中的重量（Kg）L1―――锚链卧底部分的长度（m）λa λc―――锚的抓力系数和锚链的摩擦系数霍尔锚的λa λc表底质软泥硬泥砂泥砂砂贝壳沙砾小块石λa10987765λc32222 1.5 1.5锚的抓重比（海军锚/霍尔锚）淤泥软泥硬泥砂泥石砾平均2-3/2-34-5/3-44-5/3-44/33-8/3-63-6/3-4锚的系留力也可用经验公式估算：P=W1H a+WH c L1W1―――锚重（Kg）H a―――锚的抓重比（见表）W―――锚链每米的重量（Kg/m）H c―――锚链摩擦系数取1.5－1.1二、锚链出链长度估算1、正常天气，一般不少于下表水深（m）出链长度为水深的倍数20m以下6－420－30m4－330m以上3－22、在急流区，出链长度不一般不少于表值流速（Kn）345出链长度（节）5673、在风速30m/s（11级）风眩角为300时出链长度值水深（m）357.5101520出缆长度（节）6 6.577.589出缆长度（米）150165175190200230如链长小于5－6倍水深时，锚的抓力将因锚爪的切泥角小而变小，水面以下的链长的水深倍数与锚爪切泥角见表锚链入水长度/水深小于1.423-4大于5－6锚爪切泥角度无150300左右450最大三、八字锚与单锚的锚泊系留力的比值：见表夹角1800160014001200100080060040020000（θp+θs）00.350.68 1.00 1.31 1.53 1.73 1.88 1.97 2.00比值船首相的分力如图：八字锚的系留力四、航运船舶1、锚重的估算：每个首锚重量一般可用以下公式估算：W=KD2/3 (Kg)K―――系数。

第46卷第2期2017年4月船海工程SHIP & OCEAN ENGINEERINGVol.46 No.2Apr.2017DOI：10. 3963/j. issn. 1671-7953. 2017.02.028钻井平台拖航阻力计算李伟峰,史国友(大连海事大学航海学院，辽宁大连116026)摘要:为有效计算已知条件下钻井平台所受外界环境的合作用力，以确定拖航时拖船数量和功率的配 备或评估拖航作业是否安全，参照相关行业领域的规范，对拖航时钻井平台所受风、流和浪作用力分别进行计算，并通过力的合成原理计算其所受合外力，并以某钻井平台为例进行计算，计算结果与实际情况基本一致，证明该计算方法可行。

关键词:钻井平台;拖航;阻力;风作用力;流作用力;波浪作用力中图分类号：U661.31 文献标志码:A 文章编号= 1671-7953(2017)02-0121^04在海上拖航运输中，通过理论计算得到拖航阻力的准确数据是比较困难的，它涉及到风、浪、流等外部作用力及平台的具体形式，但较准确估 算被拖物的拖航阻力，对选择合适的拖船，满足规范的要求，确保整个拖航航次的安全、经济和有效 都具有十分重要的意义[1]。

中国船级社指导性 文件《海上牵航指南》[2] (1977)对保证海上拖航 作业安全起到了非常重要的作用，其推荐的“海上拖航阻力估算方法”是目前拖航运输中对被拖 物进行阻力估算最常用的方法之一。

但这种方法 仅仅估算了摩擦阻力、剩余阻力以及风阻，并没有 给出波浪阻力的计算方法;Nobel Denton的《海上 牵航规范》[3]中对牵航阻力有明确的要求，但并 没有给出具体的计算方法;流体力学（CFD)软件 可以用来计算海上结构物的受力情况[4]，但需要 首先建立结构物的三维模型，钻井平台结构复杂，建立完善的三维结构模型并进行合理的网格划分 需要耗费很大的精力和时间，在应用中受到很大 限制;一些海工组织或机构通过软件DrillWind和 FnGWind来计算海上建筑物的风荷载[5]，但这些软件需要建立海上结构物的外部轮廓模型，比较 复杂，使用不便;另外，钻井平台拖航阻力还可以 通过模型水池实验方法进行求取，虽然计算精度较收稿日期=2016 -06 -20修回日期=2016 -07 -25基金项目：中央高校基本科研业务费专项经费资助(3132015009)第_作者:李伟峰（1983—），男，硕士，讲师研究方向：船舶与海洋工程、船舶智能避碰高，但该方法需要大量的人力和物力，经济性较差。

海上拖航拖带⼒计算海上拖航拖带⼒计算摘要⼤型海洋⼯程设施与⽆动⼒船舶在海洋上的拖航需求已⽇益增多。

但是海上拖航作业环境复杂多样，风和浪等多种不确定因素造成的阻⼒会影响到拖航作业所需要的拖带⼒，这影响到了海上拖航的安全性，本⽂主要研究在不同环境下船舶所受到的阻⼒影响，其中包括空⽓阻⼒和⽔阻⼒以及拖带时缆绳所受的拉⼒，以根据与此相关的经验公式计算船舶拖航时的各种阻⼒，从⽽规范配备相应得拖轮以符合拖航作业的需求，但由于⽬前对拖航阻⼒的计算⽅法各有不同，本⽂⾸先介绍《海上拖航指南2011》当中的经验公式并且进⾏相应的阻⼒分析，再综合⽐较其他计算⽅法的利弊。

本⽂通过Excel软件实现拖航阻⼒的计算，以此来分析不同因素下以及不同计算⽅法所造成的拖航阻⼒的变化，并通过相关实例进⾏验证计算⽅法。

关键词：远洋拖航；阻⼒分析；拖缆拉⼒；分类计算海上拖航拖带⼒计算1引⾔1.1课题研究的背景和意义伴随着贸易的提升以及海运经济的发展，⼈们对资源的需求从陆地上的矿产资源转移了资源更加丰富的⼤海，这也促使了海洋资源设施的不断发展，⽽⼤型的海上⼯程往往都⼤型化、专业化、造价⾼，拖航作业需要⼤⾯积的⽔域，出于节约成本的考虑，⼤部分海洋不具有⾃航性，因此很需要有拖航来进⾏辅助作业，但是由于拖航作业执⾏的环境条件存在很多的不确定性，例如风、浪、通航环境等条件，多种因素的影响会导致拖带作业时发⽣碰撞、搁浅、偏航和断缆等意外。

因此作业⼯程存在⼀定的风险。

因此对拖航作业当中涉及到的拖航阻⼒需要进⾏较为精准的计算，从⽽选择合适的拖轮以满⾜被拖船的拖带需求，保证拖航作业有序安全地进⾏。

但是由于拖航阻⼒的计算⽅法⽐较繁杂，在多种情况下的计算⽅式各不相同，⽬前⼤多数拖航作业都是的阻⼒估计只能依靠⼤概的数值，为了拖航的安全性，从⽽选择拖带⼒⽐较⼤的拖轮设备。

本课题研究在拖航作业过程中，在不同因素下拖船以及被拖船所受到的各种阻⼒以及缆绳所能起到的拉⼒，并探究不同阻⼒环境下所能达到的速度范围，为了保障海上的拖航安全，从不同的情况下探究拖航拖带⼒的计算公式，合理安排拖带⽅式、拖轮配备⽅案等，从⽽能够顺利得进⾏，拖轮拖带⼒的计算有助于模拟拖航作业环境，为有关科研⼈员提供阻⼒计算的参考，有助于更精确的拖航仿真系统的建⽴，从⽽预判可能出现的风险，在风险⾯前及时采取应对设施，保障拖航作业的实施，以及拖船与被拖物的财产安全。