直到最近，用数值模拟技术来评估系泊船舶的运动是一项具有技术挑战性和计算密集的任务。在研究船舶运动是由复杂的非均匀流场引起的，如港池中的波浪搅动，或运动是由船舶在封闭航道中近距离通过引起的，最常见的选择是进行昂贵和耗时的物理模型试验。然而，数值模拟方面的最新进展现在使得能够有效地利用数值模拟工具进行这类研究，从而提供一种成本效益高、耗时短的替代方法，而不是进行物理模型试验。目前的数值模拟工具已被证明能够准确地再现观测到的船舶运动。
近年来，由附近过往船只引起的长时间停泊船舶运动问题日益引起世界各国港务局和港务官员的关注。对于在河流和狭窄河口等受限制地区航行的大型船只来说，这种现象尤其严重，因为它们可能在附近的系泊船只中引起数米高的浪涌运动，从而在泊位造成危险情况。随着船舶规模的增长和港口交通的增加，需要制定规定最小船舶通过距离和速度限制的规定，并优化受影响船舶的系泊系统，以增加操作时间。
布里斯班港口公司需要调查在布里斯班河检疫平原的西港区为汽车运输船建造靠泊设施的潜力。作为规划研究的一部分，DHI水务与环境署负责调查概念泊位内因过往船只而引致的系泊船只移动情况，并建议有关措施，以减少不利移动的风险，并确保系泊安全。DHI此前曾对布里斯班港停泊船只的运动进行过研究，发现过往船只产生的位移波是观察到的剧烈运动的原因。随后，开展了广泛的物理建模研究，以评估导致运动的因素，并确定减少运动的减缓措施。基于以前的研究结果，目前的研究能够使用数值模拟技术代替物理建模，模拟在一系列码头设计和操作条件下的汽车承运人泊位的系泊船舶运动。
图1 -利用非结构化网格提供域的空间表示，可以有效地解决控制的水动力过程。
建立了水动力模型MIKE21 HD FM和船舶响应模型WAMSIM的耦合数值模型1。采用mik21hd FM模型对船舶运动产生的位移波进行了模拟，并计算了系泊船舶周围的水动力流场。从所建模的流体动力流场出发，WAMSIM模型模拟了系泊船舶所有6个自由度的运动。数值模型根据物理模型测试结果和以往布里斯班港船舶运动研究中的系泊船舶运动现场测量结果进行了成功校准(DHI, 2004)。数值模型的预测结果与以往研究的数据非常吻合，得出的结论是，该模型可以以较高的置信度模拟汽车承运人泊位的系泊船舶运动。
图2 -在分离距离为130 m，通过速度为8节，系泊船舶线预张力为10 t时，数值模型与物理模型的浪振、摇摆和偏航运动比较
经过校准和验证后，这些模型被用于模拟一系列场景，包括系泊布置、系泊船只与过往船只之间的距离、过往船只的速度、系泊缆绳类型、系泊船只的预张力和风力。评估预测运动的标准是从公布的滚装/滚装船舶的值中确定的，并用于评估模型结果。评估结果确定了应实施的码头设计的关键特征，并定义了操作约束，以减少不利运动的风险，并允许泊位安全运行。
总的来说，我们的结论是，在适当的操作和设计限制下，在建议的汽车运输船泊位上，由于在正常操作条件下过往船只产生的排水量波而导致船舶运动不良的风险很低。该模型预测，在航道边缘出现失控船舶时，尽管船舶运动严重，但船舶仍将停留在泊位上，对船舶造成损坏的风险很低。
布里斯班港口公司对于他们选择数值模拟进行船舶运动研究的经验的反应是非常积极的:
“结果更快、更准确，让我们能够测试比物理建模更多的场景。该项目允许该公司对港口的关键战略方向进行批判性评估。
罗伯特·汉考克布里斯班港基础设施规划和可持续工程经理
布里斯班港项目的成功表明了数值模拟在系泊船舶运动研究中的应用前景。这些工具为决策者提供了准确和成本有效的答案，并允许动态和灵活的项目执行。
引用:
济(2004)。布里斯班港，船舶相互作用研究，第二阶段船舶监测和物理模型。DHI水与环境，2004年7月。
济(2008)。布里斯班港，船舶相互作用研究，检疫滩范围，第2阶段-最终报告。DHI水与环境，2008年10月。
1都是DHI水与环境公司开发的