1。2研究现状

1。3 码头系泊的概述

1。3。1 系泊缆分类

按照缆绳系泊时的位置和在系泊过程中所起到的作用，系泊缆可以划分为以下几种基本类型[12]：

艏缆和艉缆：艏缆又被称作领水缆。艏缆和艉缆的作用是使系泊船舶尽可能靠近码头岸边，同时又防止船舶沿船长方向移动。为了更好的装卸货物和上下旅客，艏缆和艉缆的长度一般是固定的。

艏倒缆和艉倒缆：艏倒缆和艉倒缆又称为前斜缆和后斜缆，艏倒缆向船艉倾斜，艉倒缆向船艏倾斜。

艏横缆和艉横缆：艏横缆和艉横缆的出缆方向大致与船舶中纵剖面垂直。横缆的主要作用是为了防止船舶向偏离码头方向进行横向移动。

图1。1 码头系泊船舶

在码头系泊的过程中，船舶的受力很复杂，但这些力最终都可以分解为纵向力和横向力，所以也有人将系泊缆分为纵向和横向两大类。倒缆主要是用来抵抗纵向力，用来约束船舶沿艏艉方向的运动；横缆主要是用来抵抗横向力，用来约束船舶向偏离码头方向进行横向移动，而艏艉缆既可以抵抗纵向力，也可以抵抗横向力。系泊缆的布置方式要使船舶能够承受各个方向的风、浪、流载荷的作用，也就是说系泊缆的约束力在各个方向上要平均，一定不能出现系泊缆的布置方式导致在一个方向上系泊缆张力有很大富余，而在另一个方向上系泊缆张力很容易达到破断载荷，从而造成系泊缆破断，造成安全事故。

根据风、浪、流载荷的方向不同，艏倒缆和艉倒缆都只有单向受力，如果艏倒缆和艉倒缆中有初始预张力，那么艏倒缆和艉倒缆在纵向方向所受力之差，才用于有效约束船舶沿艏艉方向的运动。换句话来说，设有初始预张力的倒缆，降低了缆绳对船舶的纵向约束能力。综上所述，在码头系泊的过程中，要尽量避免船舶的预张力太大。

1。3。2 系泊船舶环境因素

码头系泊是一个复杂的系统，船舶受影响的因素比较多，一般要考虑的现场条件和海洋环境因素包含以下内容[13]：

（1）风。风不仅是作用于系泊船舶重要环境载荷，同时它也会影响波浪的特征和流的特征。风载荷作用于船上，使船舶发生移动，对于码头系泊船舶最致命的就是台风，台风是导致船舶安全事故最重要的原因之一，所以在进行初步设计阶段，要充分考虑风载荷的影响，既要考虑日常作业工况，又要考虑极端自存工况。

（2）流。流分为两种，包括海流和潮流。海流力指的是海水正常流动产生的流力；而潮流力指的是由于海水涨潮和落潮而引起的流力。为了系泊安全和确定流载荷对系泊船舶的作用力，对码头附近海域的流载荷进行数据统计非常重要，包括流的大小、方向等。

（3）波浪。波浪的随机线性模式，它是一组不规则波系，而波浪的随机性可以用谱密度来表示。

（4）水面高程的变化。伴随着海水涨潮和落潮，以及随季节性变化的气候条件，水面高程会发生很大变化。水面高程的变化意味着船舶与码头之间相对位置的变化，这就直接影响船舶的运动响应、系泊缆长度及缆绳拉力和船舶撞击码头护舷的位置等，而这些因素都会影响船舶的水动力性能。

1。4本文主要研究内容

本文以小水线面双体船为研究目标，基于三维势流理论，利用水动力计算软件AQWA，对小水线面双体船的运动情况进行了频域和时域分析研究。论文的主要具体工作如下： 

第一章介绍了小水线面双体船从概念诞生到实际生产投入的发展历程，以及系泊缆和船舶系泊环境的相关知识。第二章则通过介绍表面波理论，环境载荷的计算以及系缆力的计算方法为后文的建模计算进行理论铺垫。第三章则是小水线面双体船的水动力频域计算，使用水动力计算软件 AQWA-Line，建立了小水线面双体船外表面的水动力计算模型，采用三维势流理论，对外表面模型进行频域分析，之后能够得到小水线面双体船的的附加质量系数，辐射阻尼系数，和运动幅值响应算子（RAO）一阶波浪力，二阶漂移力等水动力参数，然后分析双体船的水动力性能。第四章则是在频域分析的基础上，建立双体船三种系泊方式的模型，使用 hydrodynamicresponse模块，模拟了目标双体船在实际海洋环境中系泊运动响应，分别从锚链数量，锚链在船上的固定位置，得到了船体各个自由度的运动响应时程及响应谱，系泊缆的受力情况，以及分析系缆不同的布置方式对结构运动响应的影响。第五章是对全文的总结及展望。