长江是我国东西向水运大动脉,随着“一带一路”政策和长江黄金水道建设的推进,船舶呈现大型化发展的态势,同时长江“中梗阻”问题也日益突出,为此长江中游大型人工水道的建设研究已提上日程。拟建的人工水道采用倾斜岸壁,水面宽度和水深存在一定的限制。就万吨级船舶而言,长江人工水道属于小断面系数的限制水域,航行于人工水道的万吨级船舶航行状态与无限水域情形迥异,待建长江人工水道与万吨级船舶相关性影响亟待研究。目前针对航道与船舶航行性能之间相关性的研究方法主要有理论分析、试验研究、数值模拟等,研究成果大多针对较高傅汝德数船舶,一般为0.2以上,未来发展的万吨级船舶傅汝德数较低,一般不超过0.2。现有的船舶航行性能预报模型主要针对较宽水域,而待建的长江人工水道属于小断面系数限制水域,现阶段尚无适用的研究成果,必须开展有针对性地研究。为此,本文开展相关性试验研究,以理论分析和前期数值计算结果为基础,重点开展人工水道与万吨级船舶相关性模型试验顶层设计,探究人工水道与万吨级船舶之间的相互影响关系,并基于模型试验建立数值计算模型,探究尺度效应,最终构建长江人工水道与万吨级船舶关键相关性预报模型,论文研究成果可为长江人工水道尺度选择和与人工水道协调匹配的船舶安全航行提供有益参考。本文首先阐述了论文研究的背景,目的和意义,对国内外研究现状进行了分析;其次,结合理论分析和前期数值计算结果,开展长江人工水道与万吨级船舶相关性试验顶层设计,确定试验研究对象、试验指标和变量参数、试验基本方法和实施方法等;并采用控制变量法,完成典型工况模型试验,探讨长江人工水道与万吨级船舶之间的相互影响关系;再采用计算流体力学手段,进行多种缩尺比模型多工况下数值模拟;最后,结合模型试验和数值模拟计算结果,探究尺度效应,构建人工水道与通航船舶之间的相关性预报模型,并对该模型有效性加以验证。