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三峡通航船舶吃水检测设施(双浮) 航道航标配布研究三峡水库是我国最大的水利工程之一，也是世界上最大的水电站之一。
随着三峡工程的建成，三峡水域的通航能力得到了大幅提升，成为了一条重要的内河航道。
为了保障三峡水域通航船舶的安全通行，对船舶的吃水进行检测显得尤为重要。
本文将就三峡通航船舶吃水检测设施及航道航标配布进行研究和探讨。
1.1 提高通航船舶的安全性对船舶的吃水进行准确检测，可以避免船舶因吃水超标而导致的搁浅事故，提高通航船舶的安全性。
1.2 保障航道的畅通通过检测船舶的吃水情况，可以及时发现吃水超标的船舶并进行劝离，避免船舶在狭窄的航道上造成交通拥堵，保障航道的畅通。
1.3 为船舶提供精准的导航信息对船舶的吃水情况进行检测，并与航道航标配布信息相结合，可以为船舶提供精准的导航信息，帮助船舶安全通行。
二、航道航标配布的研究2.1 现行航标配布存在的问题目前，三峡水域的航标布设存在一些问题，例如航标设置不够密集，部分航标损坏严重，导航信息不够准确等。
这些问题影响了船舶的安全通行。
2.2 改进航道航标配布的建议为了提高航道的通航安全性，建议改进航道航标配布的方式，包括增加航标密度，加强航标的维护管理，完善航标的信息内容等，以提供更全面、准确的导航信息。
2.3 采用先进的航标技术随着科技的发展，航标技术也在不断创新和进步。
可以考虑引进先进的航标技术，如GPS导航、声纳导航等，为船舶的安全通行提供更高效、更精准的导航信息。
三、三峡通航船舶吃水检测设施(双浮)的设计与应用3.1 设施的设计原理三峡通航船舶吃水检测设施(双浮)是一种基于水面浮标的检测设备，通过安装在船舶通航线路上的浮标，结合传感器等设备，实现对船舶吃水情况的实时监测。
3.2 设施的应用方法3.3 设施的意义及前景三峡通航船舶吃水检测设施(双浮)的引入将有效提高船舶的通航安全性，为三峡水域的通航船舶提供更全面、更准确的吃水信息，有利于改善船舶的通航效率，为三峡通航的发展提供更加有力的保障。
匕科技．凰关于稳性与船舶吃水差的调整的认识熊丁(江苏海事职业技术学院，江苏南京211170)睛要]物体的运动包括平动和转动，平动涉及到力，转动涉及到力矩，要研究物体的运动当然离不开对源头的追溯，即对力和力矩的分析j要解决船舶的运动也是同样的道理。
船舶在航行中受到外力后倾斜，如何回复；当船舶要调整到某个倾斜角度，如何去做。
下面都分别做了论述。
饫锺阑】回复力偶；稳】生；吃水差；风力1保证稳性的重量分配船舶在重量上的纵向分配是保证纵向强度的经验做法，同样在垂向上分配的经验做法是所有货重的百分之三十五左右分配在二层舱，底舱分配余下的重量，当然，多层舱的船舶分配的量略有不同，按照经验，船舶重心低能保证具有足够的稳性，表面上去看，稳性仅仅和船舶的重心有直接的关系，下面我们从力和力矩的角度去理1生看待这样的问题。
11力的传动性和平行移动船舶正浮于水上，在不受外力的作用下，重力与浮力必然保持平衡，我们知道保#-T4鼾的力有这样的特点，力的大小相等方向相反并且共线。
对于刚体(即受到力的作用时，物体变形可以忽略一般被视为刚体)来说其上单独作用一力F，与作用一力F同时再加任意一对平衡力是完全等效的，按此推理得出结论：1)力F沿着其延长线移动到刚体上某处和力移动前的状态完全等效。
2)物体在A点处受力F1，把力F1平行移动到B点处，A与B间距Lo在A处我们加上一对平衡力F2和F3，F2与F1同向且相等。
那么力F1平行移动后物体的整个受力情况是，物体受到F2(F1=F2)力作用同时．#t曾／J07-F1和F3构成的力偶，力偶距大小为F1口Lo12回复力矩与倾覆力矩船舶在受到一侧风力的作用，按经验判断船舶必定顺着风向一例倾斜，但倾斜并不是因为风力，力是物体间的相互柳械作用，力本身只会让物体平动，而力矩才可以让物体转动。
在风力的作用下船舶有J顷风向一侧移动的趋势，船舶运动给水推力，根据作用力与反作用力，水必然给船舶一大，J、丰目等方向相反的力，作用点当然位于水下，而船舶露出水面的部分才会受到风压力F，F=P[]A：F：为船舶一侧受到风力：P：风压强：A：受风侧投影面积。
5第五章船舶吃水差的计算与调整解读船舶吃水是指船体下沉水面与静水面之间的垂直距离。
船舶的吃水差会直接影响其稳定性、荷载能力、速度和航行性能等方面。
因此，准确计算和恰当调整船舶吃水差对于航海安全和船舶性能至关重要。
船舶吃水差的计算主要涉及以下几个方面：1.船舶设计吃水差计算：船舶吃水差需要在船舶设计阶段进行计算，以确保设计的船舶具备适当的稳定性和荷载能力。
设计师需要考虑船舶的建造材料、结构形式、船型参数等因素，并采用相应的计算方法和公式进行计算。
2.船舶归载吃水差计算：船舶在不同载荷条件下的吃水差也需进行计算，以确定船舶的有效载重能力和航行性能。
该计算包括货物重量、柴油油量、淡水量等因素的考虑。
3.船舶吃水差的测量：船舶在服役期间，需要进行定期的吃水测量，以确保船舶的吃水差与设计要求相符合。
通常使用测深仪或吃水尺等工具进行测量，得出准确的吃水差数据。
在进行船舶吃水差调整时，需要根据实际情况采取相应的措施：1.调整货物分配：对于货物集中在船舱中的情况，可以根据船舶的稳定性要求，将货物分散到更加合适的位置。
这可以通过货物的移动或重新安排货物的摆放顺序来实现。
2.调整燃油和水的负荷：船舶在航行中需要燃油和淡水供应，其重量也会对吃水差产生影响。
当船舶吃水差偏大时，可以适当减少燃油和淡水的负荷，以减轻船舶的重量并调整吃水差。
3.调整船舶装备和设施：一些船舶装备和设施的位置和重量也会对船舶的吃水差产生影响。
在需要调整吃水差的情况下，可以考虑重新布置这些装备和设施，以达到合适的吃水差。
总之，船舶吃水差的计算和调整对于航海安全和船舶性能至关重要。
设计师、船东和船员都需要掌握相关知识，并根据实际情况采取合适的措施，确保船舶吃水差处于安全和合适的范围内。
船舶压舱水调节吃水范围【摘要】船舶压舱水调节吃水范围对船舶的重要性不可忽视，它影响着船舶的载重量、航行安全和稳定性。
压舱水通常从船舶的船厢或者舱位中抽取，通过增减压舱水的量可以调节船舶的吃水深度，从而影响船舶的浮力和稳定性。
船舶压舱水调节的方法包括调节船舶内部压舱水的量和位置，以确保船舶在不同情况下保持适当的吃水范围。
未来，随着船舶技术的不断发展，船舶压舱水调节将更加智能化和精准化，进一步提高船舶的航行安全和效率。
船舶压舱水调节吃水范围的重要性在未来仍将持续增强，成为船舶设计和运行中的关键因素。
【关键词】船舶、压舱水、调节、吃水范围、载重量、航行安全、稳定性、方法、发展趋势1. 引言1.1 船舶压舱水调节吃水范围的重要性船舶压舱水调节吃水范围的重要性在船舶运输和船舶安全中起着至关重要的作用。
吃水是船舶在水中的深度，是船体底部距离水面的垂直距离，而船舶压舱水调节吃水范围即是通过调节船舶的压舱水量来控制船舶的吃水深度，从而影响船舶的载重量、稳定性、航行安全等方面。
在船舶运输中，吃水深度的控制直接决定了船舶能否顺利进出港口、通过水道等，而船舶压舱水调节就是调整船舶的重量分布，以确保船舶在各种情况下都能稳定安全地航行。
特别是在船舶装载、卸载货物或者在不同水域中航行时，正确控制船舶的吃水深度将大大提高船舶的运输效率和安全性。
船舶压舱水调节吃水范围的重要性不可低估。
只有在船舶吃水范围得到有效控制的情况下，船舶才能实现最佳的运输效率和安全性，为船舶运输事业的发展提供有力保障。
船舶压舱水调节吃水范围的重要性将继续受到航海界的关注和重视，成为航海技术创新和发展的重要方向之一。
1.2 船舶压舱水的作用船舶压舱水是指船舶在载货时为了维持平衡、稳定性而注入舱室中的水。
其作用主要有三个方面：第一，船舶压舱水可以调节船舶的吃水范围。
通过控制注入或排出舱水的量，可以改变船舶的载重量，使船舶在不同载重条件下保持适当的吃水，从而确保船舶在水中的平衡和稳定性。
第19卷 第4期 中 国 水 运 Vol.19 No.4 2019年 4月 China Water Transport April 2019收稿日期：2018-11-03作者简介：戚可成（1972-），男，上海海华轮船有限公司高级轮机长。
船舶吃水差优化的研究戚可成1，方剑益1，曾向明2，王 琦2（1.上海海华轮船有限公司，上海 200080，2.上海海事大学，上海 200080）摘 要：随着全球经济的快速发展，航运业也更加繁荣，与此同时，也带来了环境污染和能源逐渐枯竭的局面，为此，要提高船舶营运能效、节能减排。
本文以”育明”轮为研究对象，通过仿真与试验结合，找出最佳吃水差。
利用FLUENT 计算出计算船舶在不同吃水差下的阻力，通过船舶能效监控系统实时测出主机每海里油耗，并比较不同吃水差下船舶阻力的变化趋势和油耗的变化趋势，从中找出最佳吃水差，以供“育明”轮应用于实际航行，同时，也为其他营运船舶提供一个节能减排的新方法。
关键词：吃水差优化；船舶阻力；油耗中图分类号：U674 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2019）04-0010-04一、引言根据国际海事组织（IMO）的统计，全球90%以上的贸易量都是由船舶运输来完成的，但是船舶在运输过程中也给环境带来了污染，如氮氧化物、硫氧化物、温室气体等，已经引起了国际社会的关注。
其中，海上运输每年排放的温室气体超过1,000万t，占全球CO 2总排放量的2.7%左右[1]。
在此背景下，提高船舶能效、节能减排已势在必行。
目前，航运界提出了多种节能减排的方法，如降速航行、航线优化、气泡减阻等。
但是，这些方法都要增加船舶的投资资本或者是降低营运效率，并且这些方法对不同的船舶有不同的适应性，因此不能进行普遍推广。
而调整船舶首尾吃水、改变吃水差，从而改变船舶在水中的航行姿态，降低船舶航行的阻力是一种相对简单而且具有普适性的船舶节能方法。
从国内外研究文献来看，1991年，王兴权等人[2]对“松林”号货轮做了纵倾的试验，并证实了通过调整船舶的纵倾状态可以节能；王伟等人[3]通过使用CFD 对KCS 船做了不同纵倾下的阻力预报，并从中得到船舶的最佳纵倾角和其节能效果；张剑在论文[4]中以46,000t 的油轮为研究对象，利用FLUENT 不同浮态下的船舶阻力进行计算，得出船舶处在艉倾3~4m 状态时的阻力最小，与平浮状态下相比可使航行阻力减少了2%；Subramani 和Paterson 等[5]对FF1052 和S60采用CFD 来计算船舶的阻力，然后将计算结果和实验结果对比，发现它们变化的趋势几乎一致，并且计算出的阻力最大值和实验中的最大值也很接近。
本文以“育明”轮为研究对象，使用通用流体计算软件FLUENT 计算船舶在不同吃水差下的阻力，并结合项目组研发的能效监控系统实测的主机油耗相对比，从中找出船舶在不同营运环境下的最佳吃水差，并提出吃水差优化的研究方法。
二、船舶吃水差由于船舶装载的压载水、货物以及燃料使船舶的重心偏离船舶在正浮时的浮心位置，产生纵倾力矩，从而使船舶艏吃水与艉吃水不同[6]。
船舶的吃水差是指船舶的艏吃水d f 与艉吃水d a 的差，用t 表示，即：f a t =d d - （1）当艏吃水大于艉吃水时，船舶的浮态为艏倾（Trim by bow）；当艏吃水小于艉吃水时，船舶的浮态为艉倾（Trim by stern）；当艏吃水等于艉吃水时，船舶的浮态为平浮（Even keel）。
船舶不同的吃水和不同的吃水差都会对船舶的航行性能产生重要的影响。
如果船舶的艏倾过大，其首部甲板易上浪，舵叶和螺旋桨入水深度相对减小，如果遇到风浪，舵叶和螺旋桨易露出水面，形成飞车，导致船舶的航行稳定性变差，推进效率也降低。
如果船舶的艉倾过大，不仅使首部底板容易受波浪拍打，船舶的操纵性会变差，驾驶台瞭望的盲区增加，还会使航速降低。
因此，船舶要保证在合适的吃水差下航行，如果调整的吃水差使船舶的阻力最小，主机每海里消耗的燃油量最小，能效营运水平最高，此时的吃水差被称为船舶最佳吃水差。
在通常情况下，计算船舶的首尾吃水时可以用下式近似求取：0.5f m d =d +t （2）0.5a m d =d t - （3） 除了可以用吃水差t 表示船舶的纵倾状态，还可以用纵倾角φ来表示船舶的纵倾状态，其中纵倾角φ要满足：tan tφ=L（4） 三、建模与计算 1．建立船舶模型第4期 戚可成等：船舶吃水差优化的研究 11本文以“育明”轮为研究对象，其船型参数如表1。
表1 “育明”轮船型参数水线长 垂线间长 型宽 型深 结构吃水 型排水体积 方形系数 186.5m183m32.26m15.7m11.2m51,408m 30.854通过其型线图建立船舶三维模型如图1。
图1 船舶模型2．建立流域并划分网格在建立模型后还要建立合适的流域，通常对流域的形状没有严格要求，大小只要能达到计算的精度即可。
然后要在流域内划分网格，划分合适的网格是非常重要的，因为网格的质量和数量会直接影计算的速度和计算精度，特别是船体周围的网格直接影响着计算的船舶阻力[7-8]。
为了提高网格的质量，将流域分块处理，即在包含船体的流域划分四面体网格，船体四周的流域划分六面体网格。
有文献指出，网格的数量大约在40万时，基本上就能达到计算结果的精度要求，在本文中划分的网格数量达到90万以上，且网格质量在0.75以上，所以能符合数值计算的要求。
3．设定边界条件在设定边界条件时，本计算选择雷诺时均算法作为湍流模型，根据相关文献RNG k-ε 模型是最适合用于计算船舶黏性流场[9]。
在粘性模型中选择RNG k-ε 模型后，对与单相流中的阻力计算时，要选择稳态，在对材料进行定义时，需要添加密度为998.2 kg/m 3液体水，对船舶在不同的航速时需要对inlet-water 速度进行相应的设定，例如当船舶的航速在12 knots 时，将inlet-water 速度设定为6.1733m/s 2，当船舶的航速在6 knots 时，将inlet-water 速度设定为3.0867m/s 2，为了保证计算结果的精确，将收敛残差限设置为1×10-3。
对两相流中的阻力计算时，要选用瞬态模型，并且要施加重力加速度9.8 m/s 2，方向指向Z 轴负方向。
在添加液态水材料后，在Phases 中要将空气定义为第一相，水定义为第二相，通过mixture 设定速度时、phase-2设定体积分数，在初始化时，要将phase-2的体积分数定义为0，并通过patch 对水面以下的流域进行添加。
除此之外，还要在多相流模型中要选择VOF 模型，因为在研究船体航行在粘性流场中的阻力时，要考虑空气和水对船舶产生的阻力，要选择VOF 方法对计算域的自由液面进行追踪。
四、计算结果及分析 1．不同吃水差下的阻力船舶在航行过程中，会受到水和空气两种流体介质对其产生的阻力，虽然船舶受到的空气阻力很小，但是在精确计算船舶阻力时，也不能忽略，为了研究船舶在不同状态下空气阻力对船舶航行的影响，分别计算出船舶在单相流中的阻力和两相流中的阻力。
本文将吃水差定义为d f -d a ，即吃水差为正时表示船舶艏倾，吃水差为负时表示船舶艉倾，当”育明”轮在满载即吃水11m、速度12节时，分别计算出-1.4、-0.37、-0.2m、0、+0.5和+1m 六种不同吃水差时的受到单相流的阻力和两相流的阻力如表2。
表2 满载状态速度12 knots 时的阻力当前吃水=11m 速度（s）=12 knots吃水差/m单相流（水）的阻力/kN两相流（空气、水）的阻力/kN-1.4m 433.2951 447.3096 -0.37m 398.1368 411.4003 -0.2m 390.0912 403.3084 0m 410.4175 423.5475 0.5m 426.7595 440.0094 1m422.4397435.9192由此可看出，当“育明”轮速度为12节、满载航行时，其受到两相流中的阻力与单相流中的阻力在不同吃水差下变化的趋势基本相同，只是变化的幅度不同。
当船舶处于艏倾状态时受到的阻力比平浮时的阻力都有所增加，当船舶处于小角度的艉倾状态时，其阻力比平浮时的阻力有所降低，特别是在吃水差在-0.2m 时，船舶在单相流中和两相流中的阻力相比于平浮时单相流中的阻力和两相流中的阻力分别可减少4.95%、4.79%，但是当船舶处于过大的艉倾状态时，其阻力将比平浮时有所增加，在吃水差为-1.4m 时，船舶在两相流中受到的阻力比平浮时的阻力增加了5.61%。
有时船舶因货流的原因要空载返航，当船舶处于空载时，由于其吃水相对较小，螺旋桨会露出水面，从而使推进效率大大的降低，所以船舶在空载是保持一定的艉倾。
对于本文研究的“育明”轮，在空载、速度为12节时，分别计算吃水差在-3、-2.5、-2.3和-1.5m 四种状态时单相流中的阻力和两相流中的阻力如表3。
表3 空载状态速度12 knots 时的阻力当前吃水=5m 速度（s）=12 knots吃水差/m 单相流（水）的阻力/kN两相流（空气、水）的阻力/kN-3m 263.8275 279.9512 -2.5m 268.5994 284.6635 -2.3m 267.3949 283.3841 -1.5m289.8082305.6878当船舶处于空载、速度为12节时，-1.5、-2.3、-2.5、-3m 四种吃水差时在两相流中的阻力与在单相流中的阻力的变化趋势基本相同，从大体来看，随着吃水差绝对值的增加，其阻力在减小，当船舶的吃水差为-3m 时，其阻力最小，相比于吃水差为-1.5m 时，在单相流中的阻力与两相流中的阻力分别减小了8.96%、8.41%。
当“育明”轮处于空载、速度为6节时，分别计算吃水差在-3、-2.5、-2.3m 和-1.5m 四种状态时在单相流中的阻力和在两相流中的阻力，如表4所示。
表4 空载状态速度6 knots时的阻力当前吃水=5m 速度（s）=6knots吃水差/m 单相流（水）阻力/kN 两相流（空气、水）阻力/kN -3m 85.5597 90.2659-2.5m 84.5302 88.7665-2.3m 80.6880 84.8654-1.5m 88.1785 92.2659 当“育明”轮速度为6节、空载下航行时，在不同吃水差时，船舶在两相流中的阻力和在单相流中的阻力总体变化趋势相似，吃水差由-1.5m调整为-2.3m时，阻力大大降低，在单相流中的阻力和两相流中的阻力分别减少8.49%、8.02%，而吃水差从-2.3m调整到-2.5m及吃水差从-2.5m调整到-3m时，船舶在单相流和两相流中的阻力又都有所增加。
