平陆运河先导段船舶操纵仿真模拟试验研究◎ 李晓楠1 龙翔宇2 高成岩31.青岛市交通运输综合行政执法支队；2.徐州市供排水管理中心；3.中交水运规划设计院有限公司摘 要：为确保平陆运河建设的技术及经济性的合理性，通过船舶驾驶模型仿真试验，研究设计代表船型在平陆运河先导段水文气象条件下的航行性能状态，进一步优化初步设计航道设计方案。
本试验首先利用通航实船模型对两种代表船型进行快速性基础性试验，再结合水流仿真模拟建立船舶操纵模型和电子航道图，最后进行操船试验。
试验结果表明先导段设计航道宽度80m满足安全通航要求，并给出了建议的航速航法。
关键词：平陆运河；船舶操纵；船舶模拟仿真；航道1.引言平陆运河始于广西壮族自治区首府南宁下游西津库区的平塘江口，沿沙玶河入钦州境，跨分水岭沿旧州江至陆屋，经钦江干流入海连接钦州港，线路全长约135k m，其区位优势十分明显，上游与素有“黄金水道”之称的西江航运干线相连，向西经邕江直通南宁和左、右江腹地并通云南，向东经郁江直通粤港澳大湾区，向北通过黔江-红水河或柳江直达贵州，向南由北部湾出海。
先导段线路起于平塘江口，终于沙坪镇，全长13.5k m，航道尺度为80m×6.3m×360m（航道底宽×水深×最小弯曲半径）。
通过船舶驾驶模型仿真试验，研究设计代表船型在平陆运河先导段水文气象条件下的航行性能状态，进一步优化初步设计航道设计方案，以确保平陆运河建设的技术及经济性的合理性。
应翰海等[1]就福中航道拓宽至420m方案是否满足代表船型安全交汇的问题，开展船舶操纵模拟试验，分析不同工况下船舶交汇的安全距离及航迹带宽度。
童思陈等[2]为更好体现和模拟山区河道的水流条件和船舶航行姿态，在明渠恒定非均匀水流模型基础上，开发了基于浅水效应的3自由度MMG船舶操纵运动数学模型。
茹志鹃[3]通过一种基于MMG分离建模的舰船操纵运动仿真技术，并结合Open GL平台设计了一种舰船操纵性能仿真软件，该研究有助于提高舰船在设计过程的运动仿真效果，优化舰船的操纵性。
船舶低频纯横荡及纯首摇运动数值仿真与分析李冬琴;徐士友;刘存杰【摘要】以船舶操纵水动力预报为研究背景，利用商用软件Fine/Marine对DTMB5415进行了低频纯横荡及纯首摇运动数值仿真研究。
以纯横荡运动幅值为0.064 m试验数据为基准，通过对比不同边界条件设置及其对计算结果的影响分析，得到随体坐标系下船模受到的侧向力及转首力矩，并将仿真计算结果与船模试验结果进行对比，获得较好的参数设置。
以该设置参数及边界条件为依据进行后续的纯横荡运动及纯首摇运动数值仿真计算，得到船模所受侧向力及转首力矩。
%In order to predict the shipmaneuverability in viscous flows, using commercial software Fine/Marine for DTMB5415 of low-frequency pure sway and pure yawmotion simulation, obtained the lateral force and yaw moment which fixed on the ship model.A condition test data of pure sway as a benchmark, by comparing different boundary conditions and their impact on the results, obtainthe lateral force and torque, the simulation results with the ship model test results were compared to obtain better parameter settings.In this setting the parameters and boundary conditions as a basis for subsequent pure swaying motion and pure yaw motion numerical simulation, get boats suffered a lateral force and torque under this set-ting.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2016(038)009【总页数】5页(P9-13)【关键词】纯横荡;纯首摇;网格划分【作者】李冬琴;徐士友;刘存杰【作者单位】江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003; 江苏现代造船技术有限公司，江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003【正文语种】中文【中图分类】U662在传统的船舶设计中，操纵性相较于船舶快速性和耐波性是次要考虑因素，然而船舶操纵性是关系到航行安全的一个重要因素，随着 IMO（International Maritime Organization）对操纵性标准的提高，船舶操纵性受到越来越多的关注［1］。
船舶推进系统的建模与仿真1. 引言船舶在现代社会中扮演着重要角色，承担着贸易、运输和旅游等任务。
船舶推进系统作为船舶的核心部件之一，其性能的优化对船舶的航行效率和安全都至关重要。
为了改善船舶推进系统的设计和优化过程，建立船舶推进系统的模型并进行仿真成为一种重要的方法。
2. 船舶推进系统的基本组成船舶推进系统由推进器、发动机、传动装置和控制系统等组成。
推进器主要包括螺旋桨、喷水推进器和水喷射推进器等类型。
发动机则包括内燃机、涡轮机和电动机等。
传动装置用于传递发动机产生的动力，通常包括传动轴、齿轮箱和联轴器等。
控制系统则用于控制船舶推进系统的运行状态，包括油门控制、转向控制和速度控制等。
3. 船舶推进系统的建模方法为了研究船舶推进系统的性能，建立准确的模型是必要的。
船舶推进系统的建模方法可以分为理论建模和实验建模两种。
- 理论建模理论建模是通过对船舶推进系统的物理原理和动力学方程进行分析，建立数学模型。
例如，对于螺旋桨推进系统，可以基于流体动力学原理建立相应的力学模型，以描述推力和效率等参数与转速、螺旋桨几何形状之间的关系。
- 实验建模实验建模是通过实际的试验数据和观测结果，通过拟合曲线或统计方法建立模型。
实验建模可以提供更加真实的系统特性，但也受到实验条件和测量误差等因素的影响。
4. 船舶推进系统的仿真方法船舶推进系统的仿真是基于建立的模型进行计算和模拟，以评估不同工况下的系统性能。
船舶推进系统的仿真方法包括数值仿真和物理仿真。
- 数值仿真数值仿真是利用计算机数值计算方法，对船舶推进系统的模型进行求解和分析。
通常，通过将船舶推进系统的数学模型转化为计算机可处理的方程组，利用数值算法进行求解，得到系统在不同工况下的性能指标，如推力、功率和效率等。
- 物理仿真物理仿真则是通过建立实际的物理模型，采用实物装置进行推进系统的测试和验证。
通过改变实际系统的工作条件，观察和记录不同参数的变化，以验证数值模型的准确性和可行性。
