中国是世界渔业大国，《全国沿海渔港及避风锚地基础数据手册（2021年）》中的数据显示，截止到2021年底，中国沿海共有大小渔港共1 154座。渔港是渔民生产生活的重要场所，更是渔船避风停泊的港湾。根据《2023渔业统计年鉴》可知，渔船中船长小于24 m的机动渔船数量占总数量的89.6%。渔船是渔民生存的根本，是海洋捕捞的必要工具，是渔业发展的硬件基础，因此确保渔船的安全是沿海防灾减灾研究体系的重要组成部分。
目前关于船舶水动力特性的研究基本以商船的系泊为主，刘必劲等采用理论分析和物理模型试验相结合的方法，研究了大型开敞式码头前系泊船舶在波浪、潮流作用下的运动量、系缆力和撞击能随环境要素的变化规律，利用大量的试验数据拟合出对应船型的运动量、系缆力和撞击能经验公式。史宪莹和张宁川研究了在涌浪和风浪形成的混合浪作用下一艘26.6万m3的液化天然气（LNG）系泊船舶的运动响应规律，研究表明，船舶的横荡、横摇和艏摇运动量峰值与船舶自然固有横荡周期存在着一定的比例关系，风浪和涌浪对系泊船运动量的影响程度不同。严明宇等利用数值模型模拟了在不同入射角度和周期的涌浪作用下港内大型系泊船的水动力响应，根据系泊船的泊稳情况探讨了船舶的运动规律和运动特性。周丰和姜俊杰从码头系泊船舶运动响应、码头装卸作业标准和码头长度、轴线、系缆墩布置优化等方面，对离岸深水港码头前大型系泊船舶的泊稳条件进行了系统研究，其提出的关于运动量和系缆力的半经验半理论计算公式对后续渔船的系泊研究具有启发意义。De Boer和Buchner以LNG 船旁靠重力式码头为研究对象，针对不同旁靠间距和水深开展静水衰减试验，研究了浮体运动响应与阻尼系数的影响。关于多浮体的研究，Bi等采用物理模型试验方法对9组模块构成的水产养殖平台进行研究，对整体及局部分别进行了运动响应测试，其试验手段和数据分析方法为多船锚泊的研究提供了方向。吴建成对浮式平台与两艘供应船以旁靠方式作业涉及的关键特征进行物理模型试验研究，深入分析旁靠系缆的张力、护舷的挤压力、船体之间的相对运动特征随有效波高和波浪入射角度等环境参数的变化规律，确定了适用于多船旁靠作业的海况条件，研究内容与渔船多船并排锚泊研究有异曲同工之处。曲昭宇以两艘码头并排系泊的17万 t散货船为研究对象，对风载荷、流载荷等水动力参数作用下码头多浮体的水动力特性进行研究， 同时运用水动力分析软件对其进行数值仿真模拟，为后续多船并排锚泊的数值模拟提供了思路。高峰等对四船构成的海上多浮体过驳平台系泊特性进行了物理模型试验研究，发现各浮体的动力影响与单浮体相比有明显差异，同时浮体间隙较小会导致运动量明显增加，此结论同多船锚泊试验的现象十分相似。
渔船在港内的停泊形式主要分两种：一是靠岸系泊，即同商船类似，将缆绳与码头上系船柱进行捆绑，以便渔民进行卸货等作业；二是港内锚泊，在台风期或禁渔期时，渔船以抛锚的形式停泊在港内水域。锚泊时由于没有岸线的依靠，渔船在6个方向的运动受波浪和水流的影响更大，再加上渔船的尺度同商船相比偏小，抗风浪性能更差，更易发生上水、倾覆、碰撞、走锚等事故从而造成渔船的失稳破坏，因此开展锚泊渔船的水动力特性研究对渔港防灾减灾很有必要。目前关于渔船的水动力特性研究较少，早期栾曙光等对码头前渔船单船系泊泊稳条件进行了物理模型试验研究，对渔港作业水域的泊稳条件提出了要求。赵新颖等对斜坡海底条件下锚泊渔船的水动力响应进行了数值研究，为渔船锚泊位置的选择提供了参考。段若衡等对42 m拖网渔船港内双船顺缆系泊和双船八字缆系泊2种方式进行了物模试验研究，对2种工况下的船舶受力进行了分析，其风浪流作用方向即为本文中的0°荷载方向，研究结果可与本文部分结果进行对比论证。前期对中型渔船开展了单船港内艏艉锚泊的水动力特性研究，给出了单船锚泊情况下渔船运动量和锚泊力的分析，为后续多船并排锚泊的研究奠定了一定基础。
在前期纯浪对多船并排锚泊研究的基础上，文中继续采用物理模型试验方法，对纯浪和浪流联合作用下渔船单船艏艉锚泊和多船并排艏艉锚泊状态下各船的运动量和锚泊力进行研究，重点分析90°横浪横流和0°顺浪顺流两个方向下并排锚泊各船的情况，定量地给出流对运动量和锚泊力的影响程度。在此基础上，提出港内注意事项及给出合理的锚泊建议，为沿海渔港水域设计和渔船停泊方案提供参考依据。
基本结论
本文引用格式：孙一艳, 熊玉章, 李醒, 等. 浪流作用下多船并排锚泊运动量和锚泊力研究[J]. 海洋工程, 2024, 42(6): 147-158. (SUN Yiyan, XIONG Yuzhang, LI Xing, et al. Study on the motion and anchoring force of multiple vessels moored side by side under wave and current action[J]. The Ocean Engineering, 2024, 42(6): 147-158. (in Chinese)）
作者简介：孙一艳
信息来源 | 海洋工程中文版
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