(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210559611.4 (22)申请日 2022.05.23 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114647887 A (43)申请公布日 2022.06.21 (73)专利权人 交通运输部天津水运工程科 学研 究所 地址 300450 天津市滨 海新区塘沽区新港 二号路37号 (72)发明人 齐春风　彭伟　欧阳群安 　普晓刚　 詹锐彪　周桂德　宋辉　范婷　 吴琼林　 (74)专利代理 机构 北京沁优知识产权代理有限 公司 11684 专利代理师 郭娜 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 113/08(2020.01)(56)对比文件 CN 113591330 A,2021.1 1.02 CN 110080192 A,2019.08.02 CN 114417473 A,202 2.04.29 齐春风 等.船闸下游口门区水流结构特 征 及流速极值预测方法. 《水资源与水工程学报》 .2022, 普晓刚 等.新型桩基导 流屏改善船闸下游 口门区通 航条件效果分析. 《水运工程》 .2018, F Wang 等.Study o n Flow Conditions for Navig ation in Entrance Area and Connection Reach Downstream of the L ock of a New Hub. 《IOP Co nference Series： Earth and Enviro nmental Science》 .2021, Y Yang 等.Analysis of navig ation flow conditions in the entrance area of the Babao ship l ock of Hangz hou secti on of Jinghang Grand Canal. 《IOP Co nference Series: Earth and Enviro nmental Science》 .2021, 审查员 王孜琦 (54)发明名称 超限流速比的构建方法及辅助评估口门区 通航条件的方法 (57)摘要 本发明涉及超限流速比的构建方法及辅助 评估口门区通航条件的方法。 超限流速比用于表 示口门区水流表面纵向流速、 横向流速超过限值 的程度， 定义为超限流速对船舶作用的空间累积 与纵向流速限值、 横向流速限值在口门区几何尺 寸方向上的空间累积之比， 口门区水流表面纵向 超限流速比、 横向超限流速比 、 ,采用以下 公式 、 计算。 超限 流速比指标充分反映口门区超 限流速对船舶 的作用， 可用于辅助评估口门区通航水流条件， 尤 其是口门区增设改善工程措施后的通航水流条 件改善效果。 综合利用已有流速极值指标和本发 明提出的超限流速比指标， 可实现对口门区通航 水流条件的全面评估、 为合理规划口门区结构布 置提供技 术支持， 兼具创新 性和实用性。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 114647887 B 2022.08.05 CN 114647887 B 1.超限流速比的构建方法， 其特征在于， 超限流速比指标用于表示口门区水流表面纵 向流速、 横向流速超过限值的程度， 定义为超限纵向流速、 超限横向流速对船舶作用的空间 累积与纵向流速限值、 横向流速限值在口门区几何尺寸方向上 的空间累积的比值， 所述超 限流速比指标的构建方法包括： S1、 建立船闸引航道口门区模型； S2、 将所述口门区模型水流表面分成大小相等的分块， 得到口门区纵、 横向分块数， 并 计算每一分块体的面积； S3、 根据每一所述分块的中心点作为该所述分块的流速的测量点， 测量得到每一分块 的纵向流速和横向流速； S4、 以口门区水流表面纵向流速和横向流速限值为基准， 将超过限值的纵向流速、 横向 流速分段， 统计 每一分段超限纵向流速、 横向流速所对应的面积； S5、 将每一分段超限纵向流速、 横向流超限纵向流速与其作用方向上的作用长度的乘 积求和， 求取超限纵向流速、 超限横向流速对船舶作用的空间累积； S6、 根据所述超限纵向流速、 超限横向流速对船舶作用的空间累积与纵向流速限值、 横 向流速限值在口门区几何尺寸方向上的空间累积的比值， 计算得到反映口门区超限流速对 船舶作用的通 航条件指标。 2.如权利要求1所述的超限流速比的构建方法， 其特征在于， 所述口门区纵向、 横向均 匀分块数为 、 ， 每一分块 面积 的计算公式为 其中， 、 分别为口门区的长度和宽度。 3.如权利要求2所述 的超限流速比的构建方法， 其特征在于， 所述口门区第 分段超超 限纵向流速、 超限横向流速所对应的面积 、 的计算公式为 其中， 、 分别为第 分段超限纵向流速、 超限横向流速所对应的分块数。 4.如权利要求3所述的超限流速比的构建方法， 其特征在于， 所述超限纵向流速、 超限 横向流速对船舶作用的空间累积参数W的计算公式为： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114647887 B 2其中， 、 分别为第 分段的超限纵向流速、 超限横向流速； 、 分 别为口门区水流表面的最大纵向流速、 最大横向流速； 、 分别为口门区水流 表面的最大纵向流速限值、 最大横向流速限值； 、 分别为第 分段的超限纵向流速、 超限横向流速在其作用方向上的作用长度。 5.如权利要求4所述的超限流速比的构建方法， 其特征在于， 其中， 纵向流速与航线方 向一致， 对船舶航行产生纵向阻力， 其作用方向为沿船长方向； 横向流速垂直于航线方向， 对船舶产生横向推力， 其作用方向为沿船宽方向； 超限纵向流速、 超限横向流速对船舶作用长度为 、 的计算公式为 其中，  、 分别为代 表船型的船长和型宽 。 6.如权利要求5所述的超限流速比的构建方法， 其特征在于， 所述口门区水流表面纵向 超限流速比、 横向超限流速比 、 的计算公式为 。 7.一种利用超限流速比辅助评估口门区通航条件的方法， 所述超限流速比由权利要求 1‑6任意一项 所述超限流速比的构建方法计算得出， 其特征在于， 该利用超限流速比辅助评 估口门区通 航条件的方法包括： S10、 采集监测口门区水流表面最大纵向流速极值、 最大纵横向流速极值， 与限值进行 比较； S20、 当口门区水流表面纵向流速极值、 横向流速极值小于限值， 则口门区通航水流条 件好； S30、 当口门区纵向流速极值、 横向流速极值大于限值， 利用超限流速比构建方法计算 得到的口门区超限流速比指标， 辅助评估口门区的通 航水流条件。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114647887 B 3