2002年--外文翻译--水动力建模：船舶在船闸中的操作（译文）

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1、中文 3100 字 出处： Richard L. Stockstill. Modeling Hydrodynamic Forces on Vessels during Navigation Lock OperationsC/ Hydraulic Measurements and Experimental Methods 2002. ASCE, 2014. 水动力建模：船舶在船闸中的操作 理查德 L. Stockstill 美 国 陆军 工 程师 研 究与 发 展中心 ， 沿 海 和液 压 实验 室 ， 导 航 科， 3909 大 厅 码头路 ， 维 克 斯 堡 ， MS 39180-6199；

2、 电 话 （ 601） 634-4251； 传真 (601)634-3218；邮箱 :Richard.L.Stockstillerdc.usace.army.mil 一、概念 船 闸 设计 是 十分 复 杂的 ， 因 此 对于 水 工结 构 工程 师 来说 是 一个巨 大 的 挑战 。 船 闸 输水 系 统的 评 估包 括 关键 位 置的 检 查室 的 压 力 ， 水表 面 的 时间 方 差 ， 以 及 施加 在 一个 过 境船 只 的系 泊 系统 载 荷 。 船 闸 输水 系 统 的详 细 分析 ， 特 别 是在 锁 定操 作 锚泊 线 方 面 ， 通 常 是采 用 物理模 型 进 行的 。

3、 水 表 面纵 向 振荡 腔 产生 的 力量 作 用在 船 上 ， 安 全 航行 条 件 锁 定 在操 作 限制 这 些锚 泊 线的 可 接受 的 值（ 缆 ） 。 由 于 系泊 系 统是 一 个质 量 弹簧 系 统 ， 因 此 测量 施 加在 缆 绳的 振 动 力是十分困难的。在水动力强迫频率设计时必须考虑一个测力装置。 描 述 该系 泊 系统 的 动力 学 方程 是 一个 二 阶非 齐 次的 、 阻 尼 系统 与 外部 强 迫 的常 微 分方 程 。 在 系 泊系 统 中通 常 是欠 阻 尼 ， 而 船 舶的 位 移随振 幅 指 数的 衰 减而 衰 减 ， 因 此 运用 该 动态 方 程的

4、 应 用程 序 需要 掌 握附加 质量和水动力阻尼系数方面的知识。 本 文 介绍 了 物理 模 型中 的 索力 测 量方法 ， 讨 论 了系 泊 系统 动 力学 与 气 室水 面 振荡 的 船闸 输 水系 统 流量 之 间的 相 互作 用 。 附 加 质量 和 水 动 力 阻尼 系 数的 量 化是 由 实验 得 出结 果 。 预 测 给出 了 样机 的 性能 和 运 动方程中的模型参数解释的分析方法。 二、简介 广 泛 的研 究 已经 在 海洋 环 境中 进 行 ， 强 迫 函数 的 周期 波 形式 也 在 该地区进行建模实验。这种概念是由造船与轮机工程师学会提出的 （ 1983） 。最近 ，

5、 闸室系缆力计算 模 型已经出版（迪 纳 塔莱 和 SAVI 2000） ， 但这 项 工作不 提 供系统 的 系数 值 。 kalkwijk（ 1975） 开发 的 模 型 方 程的 系 泊系 统 主要 针 对于 闸 室 ， 但 是 它没 有 试图 重 现从 任 何特定 的 输 水系 统 的流 量 ， 也 没 有解 决 问题 的 模型 系 数 。 尽 管 缆绳 的 弹性性 质 的 信息 是 可用 的 （例 如 海军 设 施工 程 司令部 1986a， 1986b） ， 但闸 室 增 加的 质 量和 水 动力 阻 尼系 数 从未 被 记录 。 本 文 介绍 了 在船 闸 操作 过程中怎样测量施

6、加在安全拖带驳船缆绳的方法。 物理模型的建立 每 个 在本 文 中讨 论 的模型 构 造的 比 例为 1:25， 这 是 适当 的 船闸输 水 系 统模 型 （静 止 的和 白 色的 1999） 。 锚 链 环是 用 来衡 量 在船 闸 操作 过 程 中作 用 在模 型 中闸 室 丝束 的 纵向 和 横向 力 大小 的 东西 。 一 个 典型 的大环的细节中所提供的图 1。图 2 是一个环的透视草图。三大环的 使用：一个纵向力和其他两个测量的横向力作用于上游和下游的两 端。这些大环是铝加工的作用在有 Sr-4 应变仪安装在内部和外部边 缘 。 环 安 装在 两 个这样 的 环的 一 端 ， 引 脚 连接 到 拖车的 另 一端 ， 然后 连 接 一个 垂 直杆 （ 图 3 和 图 4） 。 当 连接 到 拖车 时 ，环 随 着船 闸 水 表 面 高 程变 化 上下 自 由移 动 。 这 两 个水 平 运动 引 起的 锚 链环 变 形通 过 不 同的信号转换进行统计。信号