港口流场数值模拟及在航海模拟器中的应用.pdf

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1、，、分类号UDC密级-。●_■■●■■●___■■●■■●■■■■■■●■■●_一单位代码j0151。港口流场数值模拟及在航海模拟器中的应用孙永强指导教师尹勇职称教授学位授予单位大连海事大学———————————————————————--————————————————一一申请学位级别硕士学科(专业)交通信息工程及控制论文完成日期2011年6月答辩日期2011年6月答辩委员会主席■TheResearchofFlowFieldModelintheharboraApplicationinMarineSimulatorAthesisS

2、ubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringbySunY；ongqiang(TrafficInformationEngineering＆Contr01)ThesisSupervisor：ProfessorYinYongJune2011厂，r}1，1rrl大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下。独立进行研究工作所取得的成

3、果，撰写成博／硕士学位论文==鲞旦速扬数值搓塑区垄魃瀣槿拯墨生笪廛厦：：一。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部

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5、具有巨大的优势。它既可以增加船舶的通航安全性能，有效预估通航风险，合理降低工程试验、论证费用，减少不必要的经济损失；又可以优化航道，提高港口经济效益和竞争力，挖掘港口靠泊能力。在船舶操纵中，流会影响船舶运动。因此，在船舶通航论证过程中流场环境的设置对实验结果有着很大的影响，而航海模拟器中现有的流场插值计算方法不足以精确描述港区的流场分布，因此，有必要研究一种新的更精确的流场计算方法。针对此需求，本文在港口流场数值模拟方面做了一下几个方面的工作：1．研究了现有流场数值模拟方法，根据港口海底走势、岸线分布等地形特性，对比数值模型的优劣

6、点，选取FVCOM三维数值模型来计算港口流场。并根据航海模拟器对流场的需求，编程实现了三维FVCOM数值模型中二维(垂向平均)外模的计算方法来计算二维单层流场的分布情况。2．实现了适用于模型计算的三角形网格。对比多种三角形划分方法选取Delaunay方法作为本文的网格划分方法，运用该方法实现了非结构三角网格划分，并使用局部优化过程方法对Delaunay三角形进行了优化，并剔除了不利于模型稳定性的非恰当三角形。‘3．验证了计算结果并将其集成到航海模拟器中。首先计算胶州湾M2分潮流场分布情况，然后将计算结果与实测数据进行对比，验证模拟

7、结果可用于论证实验；最后将计算结果添加到航海模拟器中，并利用该结果进行了青岛港原油三期码头的安全通航论证。关键词：流场数值模拟：网格划分；通航评估：航海模拟器一1r、英文摘要ABSTRACTUsingnavigationsimulatorforvesseltrafficsafetyhashugeadvantage．Ontheonehand，Itcanincreasevessel’Snavigationalsafetyperformanceandreasonablyreducetheprojectexperimentexpenses

8、；Ontheotherhand，Itcanoptimizechanneldesignandenhancetheeconomicefficiencyandcompetitivenessofharbor．Invessel’Smaneuvering，fu