摘 要

随着全球航运贸易发展和航运造船技术的进步，船舶的大型化进程不断加快，人们追求更大吨位的船舶以实现更低成本和更高效益；同时大型化的船舶对港口水深、通航条件、拖轮配备都有更高要求。大型化的散货船惯性较大且在靠泊时速度较低操纵性较差，已不适合自力靠泊，利用拖轮作为辅助动力协助靠泊可以提高作业效率，增强安全性。但是如果拖轮配备不够，将对船舶航行安全构成威胁，反之如果拖轮备配过多会增加运营成本，同时也造成了资源上的浪费。所以从资源合理利用和经济角度考虑，需要一个合理的拖力估计算公式来确定配备拖轮的马力。本文根据防城港的拖轮储备情况和风流等外界影响因素，对各吨位的散货船进行了风阻力和流阻力的计算，从而确定船舶在靠离泊时所需的拖力；将计算结果与《海港总体设计规范》的计算结果进行对比，提出了基于船舶载重吨的拖轮马力的估算公式，并分别给出了在不同载况下，各吨位散货船配备拖轮时具体的马力和数量的建议，为港口方配备拖轮提供一定的理论依据。

关键词：大型散货船；船舶风动力；船舶水动力；拖轮配备

Abstract

With the development of global shipping trade and the progress of shipbuilding technology, the process of ship's large-scale is speeding up. People pursue larger tonnage ships to achieve lower cost and higher productivity. However, large ships have higher requirements for the depth of water, navigation conditions and tug equipment of the port. Large bulk carriers with large inertia and poor maneuverability are not suitable for self berthing at a low speed. Using tugs as auxiliary power to assist berthing can improve work efficiency and enhance safety. If the tug is not equipped enough, it will Affect the safety of ship navigation. Otherwise, too many tugs will increase the operating cost and cause a waste of resources. Therefore, from the perspective of rational utilization of resources and economy, we need a reasonable calculation formula of drag force to determine the horsepower of tugs. In the present study, the wind resistance and flow resistance of bulk cargo ships of different tonnage are calculated, so as to determine the drag force needed for berthing and unberthing of the ships. And the calculation results are compared with the calculation results of the Overall Design Code for Sea Ports. After analyzing the characteristics, the estimation formula of tug drag force based on DWT is put forward. At last, the specific horsepower and quantity of tugs which should be equipped for bulk carriers is suggested under different loading conditions. It provides theoretical basis for port side to equip tugs.

Key words: big bulk carrier ; ship wind dynamic; ship hydrodynamic; tug equipment

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的及意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.3.1 国内研究现状 2

1.3.2 国外研究现状 3

1.4 研究内容 3

第2章 港口概述 4

2.1 港口现状 4

2.2 航道 6

2.3防城港的水文气象资料 6

2.3.1气象 6

2.3.2水文 7

2.4港作拖轮 8

第3章 拖轮拖力计算模型的建立 9

3.1 作用于船舶上的风动力计算 9

3.1.1 风动压力角 10

3.1.2 风力系数 10

3.1.3 保证率 10

3.2 作用于船舶上的对水动力的计算 10

3.2.1水动力横向分力系数 11

3.2.2压载吃水 11

3.3《海港总体设计规范》关于拖力计算的规定 12

3.4港作拖轮拖力换算 12

3.4.1马力 12

3.4.2马力与拖力换算 13

第4章 拖力计算与计算结果分析 14

4.1 代表船型的选取 14

4.2 基于风流作用下的拖力计算 14

4.2.1 横向风动力计算 14

4.2.2 横向水动力计算 15

4.3 不同计算方法的对比分析 16

4.4拖轮配备方案 20

第5章 结论与展望 22

5.1 结论 22

5.2 展望 22

参考文献 24

致 谢 26

第1章 绪论

• 1. 研究背景

广西北部湾港口群是我国西南地区最便利的出海通道，其港口区位于大西南经济圈、华南经济圈、北部湾经济圈和东盟经济圈的交汇点，北部湾港口群的发展是我国对外开放的产物，同时极大促进了我国经济发展。广西北部湾港口群主要包括三大港口钦州港，防城港，北海港，其中防城港是西部的第一大港，可与190多个国家和地区的250多个港口通商通航，海运网络覆盖全球，是我国重要的铁矿石、建材及煤炭等重要战略物资的中转基地。

近年来，随着广西经济稳步增长和大宗散货运输的兴起，防城港进港船舶总数目呈增长趋势其中散货船的比重最高，并且到港船舶有明显的大型化趋势。为了应付如此大的交通量，拖轮的工作在促进港口的生产作业方面起着关键的作用。例如在船舶进港、出港的过程中，需要由拖轮来进行辅助和保护；在船舶靠离泊的过程中，由于大型化船舶的惯性较大，拖轮已经成为船舶在港内操纵重要的辅助动力。