(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210604979.8 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 青岛国实科技 集团有限公司 地址 266000 山东省青岛市 即墨市凤 凰路 以西、 创业路以南 申请人 青岛杰瑞工控技 术有限公司 (72)发明人 苏亮　谭华　崔海明　马志宇　 (74)专利代理 机构 山东重诺律师事务所 372 28 专利代理师 林婷 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于风浪流的港口船舶靠泊富裕水深 的确定方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于风浪流的港口船舶 靠泊富裕水深的确定方法， 包括以下步骤： 确定 港口水深及其误差， 根据到港船舶资料， 确定船 舶流体作用力， 根据船舶流体作用力， 确定船舶 静态下沉量， 根据势流理论， 建立船舶运动方程， 计算风对船舶的干扰， 通过 实测风参数确定风载 荷系数， 确定作用在船舶上的风压力， 计算风浪 流联合作用下船舶摇荡， 通过船舶摇荡数据， 计 算船舶动态下沉量， 输出船舶靠泊时的富裕水 深。 有益效果为： 通过靠泊时所需的富裕 水深， 不 仅能通过控制船舶下沉量避免船舶在航行中出 现危险， 并且能够提高港口调度效率。 权利要求书1页 说明书4页 CN 115146553 A 2022.10.04 CN 115146553 A 1.一种基于风浪流的港口船舶靠泊富裕水深的确定方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 确定港口水深及其 误差； 根据到港船舶资料， 确定船舶流体作用力， 根据所述到 港船舶质量， 采用 得到船舶流体作用力； 根据船舶流体作用力， 确定船舶静态下沉 量； 根据势流理论， 建立船舶运动方程， 确定船舶运动方程 其中， { η(t)}为随时间变化的六自由度运动； 计算风对船舶的干扰， 通过实测风 参数确定风载荷系数 确定作用在船舶上的风压力为： Fx＝0.5Cxρ V2AT， Fy＝0.5Cyρ V2AL； 计算波浪对船舶的干扰， 通过实测浪参数确定浪对船舶运动影响： 计算流对船舶的干扰， 通过实测流参数确定流对船舶运动 影响， 船舶在靠离泊过程中， 流的作用与风的作用原理相似， 可分为两种不同方向上的水动力： Fx＝0.5CxρV2LBPT， Fy＝ 0.5Cyρ V2LBPT； 计算风浪流联合作用下 船舶摇荡； 通过船舶摇荡数据， 计算船舶动态下沉 量； 输出船舶靠泊时所需的富裕水深， 根据 船舶动态下沉量， 船舶吃水， 潮位高度确定船舶 靠泊时所需的富裕水深。 2.根据权利要求1所述的一种基于风浪流的港口船舶靠泊富裕水深的确定方法， 其特 征在于： 根据流体作用力通过方程 计算船舶下沉力， 其中， 表示船体单位法 线向量， Δp为船舶流体作用力。 3.根据权利要求1所述的一种基于风浪流的港口船舶靠泊富裕水深的确定方法， 其特 征在于： AL为水线上船体侧投影 面积， AT为水线上船体正投影面积， Ass为 上层建筑侧投影 面 积， B为船宽， C为侧投影 面积型心距船艏距离， Cx为纵向风载荷系数， Cy为横向风载荷系数， h 为纵向分力， n为横向分力， H 为上层建筑高度， LOA为船长， M为侧投影 面积中线面支柱或桅杆 的数目， S水线以上 船体侧投影面积周长， VR为相对风速， P口为空气密度。 4.根据权利要求1所述的一种基于风浪流的港口船舶靠泊富裕水深的确定方法， 其特 征在于： 通过 船舶所受风浪流的力与力矩， 得到船舶实际摇荡： 5.根据权利要求4所述的一种基于风浪流的港口船舶靠泊富裕水深的确定方法， 其特 征在于： 其中φ, 分别为船舶横摇角度、 横摇角速度， 以及横摇角加速度， MC为风浪流影响 下的船舶力矩。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115146553 A 2一种基于风浪流的港口 船舶靠泊富裕水 深的确定方 法 技术领域 [0001]本发明涉及港口船舶安全技术领域， 具体为一种基于风浪流的港口船舶靠泊 富裕 水深的确定方法。 背景技术 [0002]船舶在靠离泊过程中， 由于风浪流等影响， 船舶周围流场的变化会使船舶出现船 体下沉、 操纵性能变差等问题， 甚至出现船舶触底、 搁浅等危险， 在靠泊过程中， 必须充分考 虑船底与水底的安全距离。 但由于影响船底与水底的距离因素较多而且具有一定的不确定 性， 精准的预测船底与水底的具体目前还很难做到。 船舶靠泊是 的富裕水深在理论上等于 该点的海图水深与船舶靠泊时该点的计算潮高之和减去船舶在该点上静态静水时的最大 吃水值， 所以富裕水深是一个静态的概念， 但由于船舶在实际靠泊时， 由于风浪流的影响， 会产生下沉和摇荡， 富裕水深并不是船底到水底的实际距离， 而是保证船体安全和靠泊安 全预先设想的以船舶静态吃水和外视水深(海图水深+潮高)为基准保留的船底至水底的距 离， 作为靠泊和摇荡的船体下沉和安全操纵的船底水深要求的预留值。 [0003]现有技术中， 目前对于港 口水域， 通常是港方根据港 口的特点并总结长期的实践 经验， 在规定 港口限制船速的基础上确定富裕水深。 [0004]但是， 由于港 口的通航密度、 水深精度、 辅助设施等情况和条件不同， 不 同港口规 定的富裕 水深不同， 富裕水深一般由航海者自己确定。 目前航海者使用的方法太粗糙(比如 取吃水的15％或20％)， 缺乏合理性和可靠性。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种基于风浪流的港口船舶靠泊 富裕水深的确定方法， 以 解决上述背景技 术中提出的问题。 [0006]为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 一种基于风浪流的港 口船舶靠泊富 裕水深的确定方法， 包括以下步骤： [0007]确定港口水深及其 误差； [0008]根据到港船舶资料， 确定船舶流体作用力， 根据所述到 港船舶质量， 采用 得到船舶流体作用力； [0009]根据船舶流体作用力， 确定船舶静态下沉 量； [0010]根据势流理论， 建立船舶运动方程， 确定船舶运动方程 其中， { η(t)}为随时间变化的六自由度运动； [0011]计算风对船舶的干扰， 通过实测风 参数确定风载荷系数 [0012] [0013] 说　明　书 1/4 页 3 CN 115146553 A 3