船行波

摘要： 在船行波的激励下,施工栈桥会产生较大的位移和加速度响应,影响施工作业、造成过往人员恐慌,甚至造成栈桥过大变形,埋下安全隐患。针对这一问题,以郑万高铁某特大桥的施工栈桥为依托,基于线性波理论简化船行波荷载计算,通过附加质量法考虑水体对结构频率的影响,采用附加阻尼考虑水体对钢管桩振动的抑制作用,分别考虑中小型客船与大型驳船,通过谐响应分析法计算两类船行波下钢管桩的动力响应规律。结果表明,水体对栈桥钢管桩频率的影响较大,而水体外阻尼对钢管桩动力响应的抑制作用可忽略;中小型客船引发栈桥过大位移的机理为共振反应,而大型驳船导致栈桥过大位移的原因在于船行波荷载较大;建议中小型客船限速为15 km/h,以防止共振;大型驳船限速10 km/h,以减小波浪荷载大小,保证施工栈桥的安全。

摘要： 为探讨船行波对通航隧道断面尺寸的影响,基于完全非线性Boussinesq方程的开源程序包FUNWAVE-TVD建立了通航隧道内船行波传播的数值模型,重点分析了通航隧道内最大船行波波高及横向流速的时空分布规律,探讨了船舶吃水深度、弗劳德数、通航隧道水深和宽度以及船型对通航隧道内最大船行波波高和横向流速的影响;基于船行波波高历时分析,提出了计算通航隧道垂向断面高度的经验公式,并结合船行波破碎生成的横向流速和现行内河通航标准,给出了通航隧道内安全航行的水流条件及隧道横向断面尺寸的设计建议。结果表明:受隧道两侧直立壁反射影响,船尾波易受通航隧道岸壁影响叠加形成较大波高,越靠近隧道岸壁位置,最大横向流速越小;当船舶达到设计吃水深度时,产生的船行波不易破碎,最大横向流速较小。

摘要： 为深入探究重力式生态护岸在航道整治工程中的应用,通过现场观测试验,对比了重力式生态护岸与传统护岸近岸水流特性,以及航道内水体与岸边地下水的水质情况。结果表明:相对于常规护岸,重力式生态护岸对波浪有一定的削弱作用,最大波幅平均减幅10.7%,近岸流速平均减幅17.8%;重力式生态护岸的透水性较好,但隔断能力相对较弱;重力式生态护岸对水质净化效果非常显著,但护岸内外水体交换偏少导致溶解氧偏低。建议适当增加重力式生态护岸开孔率,并在重力式生态护岸后选择一些生长旺盛、自我繁殖和更新能力强的植物品种进行种植,以促进水陆动植物及微生物与周围环境的物质能量交换。

摘要： 内河传统型护岸受其形式影响易阻断水气循环,产生对水质及亲水性等方面的不良影响.本文通过对国内若干典型河道段护岸工程对比,分析河道护岸的结构形式的异同点,并介绍了透空式沉箱、自嵌块、等新结构的生态护岸.可供内河航道工程设计参考.

摘要： 为了分析大型船舶在浅水中航行时浅水效应对船舶阻力和流场特性的影响,以标准船型KCS(KRISO container ship)为对象,采用RANS(reynolds average navier-stokes)方法,对大型船舶在浅水中航行的船舶增阻和流场特性进行了数值研究,水深吃水比设定为1.5,计算域采用切割体自动划分网格,分析了浅水中船舶在不同航速下的阻力和流场变化规律,为大型船舶在浅水域中航行的水动力特性研究、最佳航速的选择以及航行安全等提供参考.研究发现浅水中航行的船舶,船舶阻力的增加主要为兴波阻力的增加,当航速处于跨临界区和超临界区时,阻力增加更为明显.

摘要： 为了分析大型船舶在浅水中航行时浅水效应对船舶阻力和流场特性的影响,以标准船型KCS(KRISO container ship)为对象,采用RANS(reynolds average navier-stokes)方法,对大型船舶在浅水中航行的船舶增阻和流场特性进行了数值研究,水深吃水比设定为1.5,计算域采用切割体自动划分网格,分析了浅水中船舶在不同航速下的阻力和流场变化规律,为大型船舶在浅水域中航行的水动力特性研究、最佳航速的选择以及航行安全等提供参考。研究发现浅水中航行的船舶,船舶阻力的增加主要为兴波阻力的增加,当航速处于跨临界区和超临界区时,阻力增加更为明显。

摘要： 在针对船舶在海洋环境中航行进行三维仿真时,船行波的仿真在实时性与渲染效果之间存在着很大的矛盾.该文主要将船行波分成船首波与船尾波两部分,利用粒子系统分别进行仿真.通过分析船舶尾流的几何特征,求解了尾流宽度与船宽和航速之间的关系,并通过粒子系统来搭建船尾浪的粒子运动模型,实现了船舶尾浪的模拟.对于船首浪,则简单地使用粒子系统建立粒子系统的运动模型来模拟船舶首部与海浪碰撞所产生的浪花破碎与飞溅等的效果.并在Unity中利用其自带的粒子系统进行了仿真实验,通过VS2017平台进行粒子系统的脚本控制.通过仿真实验表明,该方法的实现简单,并且在视觉上的仿真效果较为真实,有着较好的实时性,适用于对实时性要求较高的应用场景.

摘要： 针对运河护岸经常被破坏的情况,通过研究运河航道中船行波对岸坡的作用及破坏机理,分析不同形式生态护坡的消波能力,研究运河航道多功能协调的护坡关键技术.总结航道生态护坡设计原则和思路,提出生态护坡结构应尽量设置多孔性结构,为生物提供生长空间.护坡结构形式选择要综合考虑水岸相互作用和生态需求.在船舶通行密度高的航道,船舶航行会对水生生物造成重大影响,有条件时应单独开辟一块区域供水生生物栖息.

摘要： 为研究不同因素对航行船舶船行波中系泊船舶的运动响应及受力的影响,采用物模试验对不同船型、水深、航行间距及航行速度条件下系泊船舶的受力、运动响应、系泊力等进行测量以分析多因素对航行船舶船行波中系泊船舶的影响规律.研究结果表明:系泊船的运动响应及受力总体上随着航速的增大而增大,随着水深和航行间距的增大而减小,高速船航行产生的船行波对系泊船舶影响更为显著.

摘要： 基于RANS方程、RNG k-ε湍流模型和VOF法,针对内河航道中典型船舶船行波的生成、传播与爬高问题建立了相应的数值波浪水池,实现了船行波生成、传播和爬高过程的数值模拟.本研究重点讨论了内河航道侧壁为直墙时船行波爬高的变化规律,并将数值计算结果与现有的经验公式结果进行比较.结果 表明:数值模拟得到船行波的Kelvin角接近理论值19.5.;侧向边界对当地波高的影响仅限于边界附近5m的范围;现有规范"爬高"计算值大约是数值模拟结果的2倍,而水线运动的最大垂向位移(即,爬幅=爬高-爬低)计算结果则与规范"爬高"计算值相差约10％.

摘要： 船行波对临近岸坡和船舶的作用,目前国内规范尚未规定.得出船行波对海上作业船舶和沉管管节的影响规律尤为重要.为了能够分析清楚船行波对港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道管节安装过程中的影响,提前采取防范措施,避免因船行波的影响对工程造成损失,对国内、外学者发表的相关文献,国外相关的规范进行了研究,并修订了一些文献中的笔误,推荐了适用于港珠澳大桥沉管隧道管节安装中船行波的计算公式,并通过现场实际条件计算,结合已有的物理模型试验、现场实测等成果,给出了船行波的主要影响因素和随距离衰减的规律,从而得出了沉管安装的船舶航行限速条件.

摘要： 复式航道是根据船舶吃水的不同将航道断面设计为深浅不同的阶梯形。由于小船的耐波性较差，大船航行时所兴起的船行波往往会引发小船横摇角的显著增大，影响安全。设计时可将两航道间留有一定的富裕距离(隔离带)，以减少船行波的影响。通过数值计算和物理模型试验两种方法。分析研究了不同参数条件下，船行波对小船横摇角的影响，由此判断隔离带宽度能否满足要求。

摘要： 基于粒子系统理论和船行波理论,给出了一种实时生成三维船行波的方法。算法以矩形基本粒子对船行波粒子进行造型,根据船行波所受外力构建其运动方程,来描述船行进过程中船首波、船尾波粒子的运动效果,利用图形处理单元的可编特性进行顶点和颜色计算,采用与视点相关技术实时生成船在海上航行的三维场景。实验结果表明,此方法能满足航行波实时模拟的需要。

摘要： 为了香港维多利亚港船行波观测任务的顺利进行,中科院遥感所等单位的研究人员在北京怀柔水库等地进行了试验.本文以怀柔船行波试验为研究背景,针对船行波的近景摄影测量技术实施中必须解决的问题,进行了初步的探讨,并对船行波的特性进行了初步的分析,总结了维多利亚港船行波观测结果.最后,以凯尔文船行波模型为基础,结合前人经验公式对凯氏波进行了改进,并利用怀柔试验实测参数对其进行了模拟.

摘要： 基于CFD(Computational Fluid Dynamics)数值方法,模拟了船舶在内河航道内的水动力特性,通过改变航道宽度、水深、船舶吃水、航速等测试条件,研究了这些因素对船舶阻力和船行波的影响规律,并利用拖曳水池实验进行了验证.结果表明,河岸和河底的存在会增强船舶的限制效应,导致阻力的增大,且在航速越高和吃水越深的情况下,船舶受限制航道的影响就越大,此时,船舶会产生更大的能耗,操纵难度也会增大,可能导致与河岸的碰撞甚至搁浅.船舶运动会产生船行波,通过对模拟结果中船行波的捕捉发现,河岸的存在会造成船行波的反射,形成极为复杂的波形,且河道越窄,反射越频繁,所形成的波形也更加复杂,且航道限制越强,波幅变化越大.通过对船行波Kelvin角的理论分析发现,水深会对Kelvin角产生较大的影响,而河岸的限制仅能造成波浪的反射,不会改变波角的大小.另外,研究发现,与传统理论不同,船舶吃水会对波角产生影响,本研究通过对传统理论的修正计入了吃水的影响因素,并通过结果的分析验证了该理论的可行性.

摘要： 针对回转式起重船作业时受船舶通航影响的问题,以船行波理论分析船行波波高及波高衰减,依据船舶原理分析起重船作业稳性,按照规范要求的最大作业横倾角推算起重船所能承受的最大波浪扰动力矩,进而得出船舶通航时的合理航速及距离,算例表明起重船吊臂旋转90°作业时受波浪扰动影响较明显,同时通航船舶航速与安全距离存在相互影响.

摘要： 本文基于频域势流理论方法,对Wigley船的兴波阻力及相应的船行波进行了研究与分析.首先,对频域求解模型进行了介绍.然后,对该数值模型进行收敛性验证之后,对Wigley船型的兴波阻力问题展开了研究.最后,本文对兴波阻力、船行波和船体侧面波廓线等信息进行了研究,并与其他公开发表的实验数据与时域计算结果进行了对比,讨论和分析了本频域计算模型的求解精度和适用范围.通过本文的多组算例结果展示,可知:基于势流理论能较好地分析船舶的兴波阻力.

摘要： 江苏省内河航道发达,发达的航道带动了经济的腾飞,同时河道水流、尤其水运产生的船行波对堤岸也不断进行冲刷,在部分船运繁忙的黄金水道,船行波的冲刷造成了堤防大量的水土流失,甚至影响到堤防的安全.航道船行波的冲刷造成了堤防大量的水土流失,甚至影响到堤防的安全.本文通过对现阶段多种护坡型式的对比,对其经济性、实用性、生态效益等进行分析比较,最终利用香根草和狗牙根草不同生物特性,采用香根草船行波冲刷的水位变幅区和狗牙根草种植于水位变幅区以上坡面,并对其种植提出具体要求,以达到减少船行波冲刷和雨水汇流造成的水土流失,保护堤防安全的要求.该植物组合可以具有为其他类型项目的护坡选择提供一定借鉴.

摘要： 为了在内河航道整治工程中创造条件恢复或改善生态环境，课题组在积累了多年生态护岸研究经验的基础上，结合国外生态护岸建设理念，首次结合工程开展现场研究试验，并取得了宝贵的经验和教训。为大力推广生态护岸在内河航道中的应用，课题组优化生态护岸结构，结合人芦线航道整治工程再次开展现场应用试验。经过一年的跟踪观察，生态护岸已达到预期的日的，优化后的生态护岸既能有效抵挡船行波的频繁冲击，同时营造出适合水生陆生连续的、符合生物自然生存交替的环境，呈现了郁郁葱葱的自然景象，还吸引了不少水生动物、鸟类等前来繁衍栖息。

摘要： 本发明公开了一种基于机器学习的船行波快速自动识别方法及装置，该方法包括骤1：获取需识别的波谱数据，并将该波谱数据输入至船行波识别模型中；步骤2：船行波识别模型识别该波谱数据是否是船行波；步骤3：将经识别的波谱数据更新至船行波识别模型，以不断学习更新船行波识别模型的识别能力；步骤4：重复上述步骤1‑3。发明通过利用机器监督学习，通过压力式或者声学式波面测量仪器，在固定点采集船行波造成水面波动的时间序列数据，通过大量样本训练得到船行波识别模型，可以精准识别过往船只。训练样本采集多样性，该模型可以识别不同类型、不同船舶运动状态和不同风浪背景下的船行波。

摘要： 本发明提供了一种气垫船船行波的模拟装置，由水池、纳米磁液和电磁铁组成，属于模拟装置领域。水池内装有一定深度的水，不溶于水、密度比水小的纳米磁液漂浮于水池水面上，在水池底部正下方的水平面上布置有多块电磁铁，各电磁铁通电时可在正上方产生磁场。工作时，按指定规律控制各电磁铁的通电、断电次序，即可在水面上生成随空间位置变化的移动磁场，依次吸引磁场所经之处的纳米磁液挤压水面，模拟气垫船在水面上的航行，进而激起周围水面的波动，获得气垫船的船行波。本装置具有结构简单、控制精准的优点，可精确模拟气垫船的航速、航向和气垫压力，不会出现采用真实气垫船模型试验时难以控制航速、航向的问题。

摘要： 一种用于测量船舶航行时的船行波测量系统包括测量装置和测量方法，所述的测量装置包括试验水池，试验水池上活动设有船舶，试验水池的一端设有浪高仪，所述的浪高仪与船舶之间设有激光触发器，激光触发器与浪高仪控制相连，所述的船舶与试验水池上方的拖动架相连，拖动架上设有固定杆和滑轨，所述的固定杆上设有连接杆，连接杆的下方与船舶相连，所述的滑轨上设有可沿滑轨运动的相机支架，相机支架的下方固定设有测量相机，所述的测量方法适用于测量装置。本测量系统可以用于测量水池试验中船舶的纵切波数据和表面波数据，在保证了数据精准性的同时提高了数据的采集效率，此外本测量系统精准可靠、测量方便，适于推广。

摘要： 本发明提供了一种评估船行波对系泊船舶运动影响的技术方法，解决目前船行波与系泊船舶相互作用模拟的不足，提出了一种评估船行波对系泊船舶运动影响的技术方法。此方法无需经验公式估算船行波，也无其他限制条件，可评估一艘船及多艘船产生的船行波；同时也可以考虑码头、系泊船舶、非线性缆绳、非线性护舷等影响；并可选择在船舶长度范围内考虑船行波的不均匀性，在系泊船舶数值模拟中，考虑船行波的波浪场分布；较为精细地评估船行波对系泊船舶的影响，并为系泊船舶的安全作业提供完善的方案和建议。

摘要： 本发明公开了一种基于XBeach船舶路径循环设置的船行波模拟方法，包括以下步骤：利用Delft3D结合工程图插值构建实验模拟区域水深地形网格；在XBeach文件中设置船舶参数；在Xbeach文件中设置循环航行路径数据参数；在XBeach文件中设置模型运行时间，时间步长，泥沙数据等其他模型参数；使用XBeach模型进行长时间的船行波模拟计算，输出航道冲淤模拟数据，得到船行波冲淤模拟结果。本发明通过设置XBeach中船舶循环路径数据来模拟船行波作用下对航道护岸冲刷的方法，实现了船行波长期作用下对护岸的冲刷模拟，有助于对内河航道护岸受船行波影响的程度做出定量计算分析，为护岸的设计和维护提供理论依据。

摘要： 本发明提供了一种基于数值模拟的船行波三维重构中的相机布局方法，涉及船舶海洋工程领域，包括如下步骤：通过对物理引擎中的虚拟相机进行参数化定义，得到单个虚拟相机位姿的数学模型，将单个虚拟相机位姿的数学模型为多架相机进行统一定义，得到参数化的相机布局数学模型；针对所述相机布局的数学模型以及机布局视差角，结合改变视距时相机布局对船行波稀疏重构以及稠密重构的影响，得到相机布局方案。本发明对单个相机的位姿进行了参数化定义并建立了统一的数学模型描述多个相机的布局，基于该相机布局得到了较优质的相机布局方案，该相机布局方案下船行波三维重构的准确度以及空间点数量得到了明显提升。

摘要： 本发明公开的一种适用于生态航道的船行波消能装置，包括：竖直设置在靠近观赏护岸的沿岸水域的喷泉支柱；安装在所述喷泉支柱的顶部且位于水面附近处的用于进行消波处理的消波机构；以及安装在所述喷泉支柱的顶部的自动补水喷泉机构，所述自动补水喷泉机构用于将波能进行能量转化带动喷泉并进行自动补水。本发明可在消减船行波，保护生态护岸的同时，进一步利用船行波波能进行喷泉喷水，对于改善生态航道两岸的景观性具有较高的应用价值。

摘要： 本发明提供了一种船行波数值模拟的稠密重建方法，涉及船舶与海洋工程技术领域，包括如下步骤：通过全局邻域视角选择算法以及面片优化算法对船行波数值模拟得到的图像进行分析计算，得到种子点的深度图；通过区域生长法对所述种子点的深度图进行扩张，得到完整的深度图；将所述完整的深度图进行深度图融合，得到完整的稠密空间点。本发明选用物理引擎搭建立体视觉仿真环境采集得到图像，对图像分析得到船行波稠密空间点，逼真地还原了船行波场景，较准确地计算得到了船行波波形特征，进一步提高了船行波观测的精细度。

摘要： 本发明提供一种船行波数值模拟的无序式增量稀疏点云重构方法，涉及船舶与海洋工程领域，包括如下步骤：S1、通过粘流CFD数值模拟方法，得到目标船体在规则波环境下引起的船行波自由表面数据；S2、针对所述船行波自由表面数据，在物理引擎中进行三维建模，得到船行波模型；S3、采用立体视觉无序式增量稀疏点云重构算法，得到位于船行波自由表面上的三维点云；S4、对比所述三维点云以及粘流CFD数值模拟的船行波自由表面数据，验证船行波三维重构结果的准确性。本发明利用物理引擎搭建立体视觉仿真环境，利用无序式增量稀疏点云重构方法得到三维坐标点。使得船行波自由表面三维重构的准确性得以验证，并使对海洋波浪的观测更加精细。

摘要： 本实用新型公开的一种适用于生态航道的船行波消能装置，包括：竖直设置在靠近观赏护岸的沿岸水域的喷泉支柱；安装在所述喷泉支柱的顶部且位于水面附近处的用于进行消波处理的消波机构；以及安装在所述喷泉支柱的顶部的自动补水喷泉机构，所述自动补水喷泉机构用于将波能进行能量转化带动喷泉并进行自动补水。本实用新型可在消减船行波，保护生态护岸的同时，进一步利用船行波波能进行喷泉喷水，对于改善生态航道两岸的景观性具有较高的应用价值。