应用港区限制航道的船舶下沉量预测方法、系统及设备与流程

本发明涉及船舶下沉量预测，特别是涉及一种应用港区限制航道的船舶下沉量预测方法、系统及设备。

背景技术：

1、船舶航行过程中，由于船体附近流态的变化，引起船体表面压力分布不均，进而造成船体的升沉。在受限水域中，船体附近水面上升或下降，将影响船舶的操纵性能。与无限水域相比，在受限水域中船体的下沉现象和纵倾现象会更为明显，严重时可能造成擦底或搁浅，尤其在港内航行时，如果不充分考虑下沉量的影响，将会存在很大的安全隐患。

2、近年来，随着船舶吨位的不断增大，船舶吃水也不断的加深，对航道和港口的要求越来越高。大型船舶在港口区域搁浅和触底等各种海上事故常有发生，其中一个重要的原因就是对大型船舶在浅水区域航行时的下沉量估计不准，不能在事先准确的定量确定适合安全航行的富余水深条件。

3、确定港区限制航道的船舶下沉量的方法可以分为：理论计算方法、实船及水池实验测量方法。理论计算方法主要通过求解流体力学方程，或依据兴波理论，来求解船舶的下沉量，但是理论计算方法求解计算量较大，且求解过程中也存在诸多限制条件。实船及水池实验测量方法所求得的数值更为精确，但是实船实验存在一定的安全问题，尤其是在受限浅水域，水槽实验在实验前需建造船模且实验成本较高。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明的目的是提供一种应用港区限制航道的船舶下沉量预测方法、系统及设备。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、第一方面，本发明提供了一种应用港区限制航道的船舶下沉量预测方法，包括：

4、获取船舶港区限制航道下沉量预测模型的输入数据；所述输入数据包括船舶在港区限制航道内航行时的环境参数、船舶尺寸信息以及船舶行驶信息；

5、将输入数据输入至船舶港区限制航道下沉量预测模型中，得到船舶在港区限制航道的下沉量；

6、所述船舶港区限制航道下沉量预测模型是采用经优化改进的计算流体力学fluent控制方程、湍流模型确定的。

7、第二方面，本发明提供了一种应用港区限制航道的船舶下沉量预测系统，包括：

8、输入数据获取模块，用于获取船舶港区限制航道下沉量预测模型的输入数据；所述输入数据包括船舶在港区限制航道内航行时的环境参数、船舶尺寸信息以及船舶行驶信息；

9、下沉量预测模块，用于将输入数据输入至船舶港区限制航道下沉量预测模型中，得到船舶在港区限制航道的下沉量；

10、所述船舶港区限制航道下沉量预测模型是采用经优化改进的计算流体力学fluent控制方程、湍流模型确定的。

11、第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据第一方面所述的应用港区限制航道的船舶下沉量预测方法。

12、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

13、本发明可以有效于港区通航水域(锚地至泊位)的实际航行环境与理论计算相结合，与实际工作情况相符，实现了一种科学定量的下沉量技术方案。即本发明可根据具体船舶信息、具体航道情况，对边界条件进行限定。同时考虑多项实际水动力模型，对技术方法进行了改进，选取的参数具备良好的计算效果，得出最终的模型具有唯一性。

技术特征：

1.一种应用港区限制航道的船舶下沉量预测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种应用港区限制航道的船舶下沉量预测方法，其特征在于，所述船舶港区限制航道下沉量预测模型的确定过程为：

3.根据权利要求2所述的一种应用港区限制航道的船舶下沉量预测方法，其特征在于，所述根据船体下沉运动方程和边界条件，预测船舶在港区限制航道的下沉量，具体包括：

4.根据权利要求3所述的一种应用港区限制航道的船舶下沉量预测方法，其特征在于，所述根据船体下沉运动方程和边界条件，计算船舶垂直方向受力，具体包括：

5.根据权利要求3所述的一种应用港区限制航道的船舶下沉量预测方法，其特征在于，所述根据船舶垂直方向受力，计算船舶在港区限制航道的下沉量，具体包括：

6.根据权利要求2所述的一种应用港区限制航道的船舶下沉量预测方法，其特征在于，所述船体下沉运动方程为：

7.一种应用港区限制航道的船舶下沉量预测系统，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据权利要求1至6中任一项所述的应用港区限制航道的船舶下沉量预测方法。

技术总结
本发明公开一种应用港区限制航道的船舶下沉量预测方法、系统及设备，涉及船舶下沉量预测技术领域，该方法包括：获取船舶港区限制航道下沉量预测模型的输入数据；所述输入数据包括船舶在港区限制航道内航行时的环境参数、船舶尺寸信息以及船舶行驶信息；将输入数据输入至船舶港区限制航道下沉量预测模型中，得到船舶在港区限制航道的下沉量；所述船舶港区限制航道下沉量预测模型是采用经优化改进的计算流体力学FLUENT控制方程、湍流模型确定的。本发明将港区通航水域的实际航行环境与理论计算相结合，准确确定船舶在港区限制航道的下沉量。

技术研发人员：李东升,周昱城,龚龑,李春旭,周丹,周俊华,文捷,丁格格,张明睿,洛佳男,殷悦,姚治萱,冯慧,李亚斌,高倍力,耿雄飞
受保护的技术使用者：交通运输部水运科学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12