大型滚装船码头系泊能力数值仿真研究

大型滚装船码头系泊能力数值仿真研究王果1，张雯1，何沁园1，郭建廷2，翁欢英1，刘靖峤1，嵇春艳2(1.中国船舶及海洋工程设计研究院，上海200011；2.江苏科技大学，江苏镇江212003)摘要:为了分析风浪流环境因素对于某大型滚装船码头系泊能力的影响，并准确评估码头系泊系统的安全性，本文基于三维势流理论，采用Ansys-aqwa软件，对某大型滚装船码头系泊进行频域水动力分析和时域耦合仿真分析。首先通过频域水动力分析研究该大型滚装船在规则波中的基本性能，然后通过时域耦合仿真计算研究该滚装船码头系泊能力及系泊系统的安全性，并分析计算了各工况下该滚装船的六自由度动力响应。关键词：码头系泊；水动力频域分析；时域耦合分析；运动响应；系泊缆张力中图分类号：U674.13+6文献标识码：A文章编号：1672–7649(2019)09–0015–07doi：10.3404/j.issn.1672–7649.2019.09.003Numericalsimulationstudyonwharfmooringcapacityofalargero-roshipWANGGuo1,ZHANGWen1,HEQin-yuan1,GUOJian-ting2,WENGHuan-ying1,LIUJing-qiao1,JIChun-yan2(1.MarineDesignandResearchInstituteofChina,Shanghai200011,China;2.JiangsuUniversityofScienceandTechnology,Zhenjiang212003,China)Abstract:Inordertoanalyzetheinfluenceofenvironmentalfactorsonmooringcapacityofalargero-roshiptowharf,andaccuratelyevaluatethesafetyofmooringsystem.Basedonthree-dimensionalpotentialflowtheoryandAnsys-aqwasoftware,thefrequencydomainhydrodynamicanalysisandthetimedomaincouplingsimulationcalculationofthisro-roshipwharfmooringwerecarriedoutinthispaper.Firstly,thebasicperformanceofthisro-roshipinregularwaveswasstud-iedbyfrequencydomainhydrodynamicperformanceanalysis.Then,themooringcapacityandthesafetyofmooringsystemofthisro-roshipterminalwerestudiedbytimedomaincouplingcalculation.Andthesix-degree-of-freedomdynamicre-sponsesofthisro-roshipundervariousworkingconditionsinanalyzedandcalculated.Keywords:Wharfmooring；Hydrodynamicfrequencydomainanalysis；Timedomaincouplinganalysis；Motionresponse；Mooringcabletension0引言随着全球航运业的发展，船舶越来越趋于大型化，码头系泊系统的能力愈发受到重视，特别是滚装船舶在码头的转运装卸载作业时间长，对码头系泊能力的需求更为明显。不可否认安全性是评判码头系泊系统的关键所在[1–2]。雷林等[3]基于三维势流理论，运用Ansys-aqwa模块对大型游船码头系泊系统进行频域、时域分析，得到一系列参数和运动规律。王金光等[4]对半潜平台码头系泊系统进行了设计研究。胡毅等[5]应用多体水动力学软件Aqwa，研究了在风、浪、流联合作用下大型LNG船码头系泊时的运动响应。王建华等[6]基于开源平台OpenFOAM开发的船舶与海洋工程CFD求解器，对一座浮式码头的分布式系泊系统在入射波浪作用下的运动响应进行了数值模拟。邹志利[7]对港口内靠码头系泊船的运动进行了数值计算研究。马小剑等[8]对风流作用下船舶码头系泊时缆绳张力及运动量进行了研究。本文基于三维势流理论，利用Ansys-aqwa软件对某大型滚装船的水动力性能和码头系泊能力进行数值仿真，分析研究该船在规则波中的基本性能，考核给定工况下该船的码头系泊能力，并对码头系泊系统的安全性能进行评判，给出各工况下该船的六自由