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锚泊是船舶运输生产的一个必不可少的环节。锚泊安全问题关系到船员、船舶、货物的安全。因此,锚泊安全问题一直为专家、学者们所关注。几十年来,人们对锚泊安全问题进行了大量的研究,目的是提高锚泊安全性,保障人员、船舶、货物安全。研究的方法主要有两种:一是实验研究,包括实船实验和船模实验研究;二是理论研究。 本文运用理论研究的方法,建立5个自由度的锚泊运动数学模型,进一步研究锚泊安全问题:走锚和搁浅。该数学模型突破了以往数学模型的局限性,不仅考虑了纵荡、横荡、首摇运动,还考虑了垂荡、纵摇运动;在该数学模型中还考虑了浅水的影响,对模型中受浅水影响较大的部分作了浅水修正;在计算各外力时,采用最新研究成果,使计算结果更加准确;通过大量计算得出一些很有意义的结论: 1.水深对横荡和首摇运动影响较大,水深增加,横荡和首摇运动幅度增大,因此,对锚链冲击力增大,即对走锚的影响较大。 2.垂荡运动和纵摇运动幅度受水深影响较小,受波高影响较大。 3.由于垂荡运动和纵摇运动幅度较小(相对于横荡和首摇运动),对锚链的冲击力影响较小,即对走锚的影响较小。 4.垂荡运动和纵摇运动对锚泊船舶所需水深影响较大。锚地波浪较高时,由于垂荡运动引起船体下沉和纵摇运动引起船首、尾向下倾斜,增大了锚泊船搁浅的可能性。 5.给出了安全锚泊最小水深的计算公式。对于万吨级船舶,为防止走锚和搁浅,满载状态最佳锚泊水深在2d和1.5d+2/3Hmax之间,d为满载吃水,Hmax最大波高;空载状态最佳锚泊水深在2d+1米和1.5d+2/3Hmax之间,d为满载吃水。