【摘要】：防波堤是一種重要的近海防護工程結(jié)構物,具有抵御波浪的作用,可保護防護水域內(nèi)船舶和其他海洋結(jié)構物的安全。傳統(tǒng)防波堤為坐底式防波堤,消波性能優(yōu)異,但其工程造價隨水深的增加而急劇增大,且對地基要求較高,易導致海底淤泥堆積。與坐底式防波堤相比,浮式防波堤拓寬了防波堤的應用范圍,具有工程造價低、建造簡單、布置便捷、允許水質(zhì)交換等優(yōu)點,已受到越來越多學者和研究人員的關注。因此,新型浮式防波堤的開發(fā)和研究是十分必要的。本文針對海上施工掩護,設計了造價低廉、可快速拆裝和重復使用的經(jīng)濟高效型浮式防波堤并對其水動力性能和消波性能進行了數(shù)值研究。本文的主要研究內(nèi)容包括:1.在現(xiàn)有浮式防波堤構型設計基礎上,針對海上施工掩護防浪消波技術需求,設計了三種不同構型的經(jīng)濟高效型浮式防波堤,分別為箱式、圓角箱式和橢圓式,并根據(jù)設計海況、消浪指標、工程造價和安裝效率等設計要素,確定了主尺度參數(shù)。2.基于粘性流體理論,采用STAR-CCM+建立二維數(shù)值波浪水槽,對規(guī)則波進行數(shù)值模擬并將波浪計算值與理論值進行對比,驗證了數(shù)值波浪水槽的正確性。在此基礎上,建立箱型浮式防波堤的二維數(shù)值模型,計算得到箱型浮式防波堤的透射系數(shù)和橫蕩、垂蕩、橫搖RAOs,并將數(shù)值結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比,驗證了浮式防波堤數(shù)值計算方法的正確性。3.基于數(shù)值波浪水槽和浮式防波堤數(shù)值計算方法的研究及驗證,對三種不同構型的經(jīng)濟高效型浮式防波堤水動力性能和消波性能開展研究,分析了入射波高和波長的變化對三種不同構型的經(jīng)濟高效型浮式防波堤運動響應和透射系數(shù)的影響,同時以箱式經(jīng)濟高效型浮式防波堤為例,觀察了浮式防波堤周邊自由液面的變化情況,并分析了其消波機理。4.基于現(xiàn)有浮式防波堤現(xiàn)場安裝技術,結(jié)合經(jīng)濟高效型浮式防波堤設計特點,針對吊裝、定位、拋錨以及單體安裝順序和系泊纜安裝順序等多個關鍵技術問題,提出了一套快速、安全、高效的經(jīng)濟高效型浮式防波堤現(xiàn)場安裝技術方案。結(jié)果表明,本文所提出的數(shù)值計算方法能夠精確地模擬浮式防波堤的水動力性能和消波性能。箱式經(jīng)濟高效型浮式防波堤的消波性能優(yōu)于圓角箱式和橢圓式經(jīng)濟高效型浮式防波堤,并滿足經(jīng)濟高效型浮式防波堤消浪指標。因此,本文確定箱式為經(jīng)濟高效型浮式防波堤的最終構型。
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U656.2
【圖文】：

圖 6.7 經(jīng)濟高效型浮式防波堤最中間單體系泊纜安裝順序Fig.6.7 Mooring lines installation order of the middle floating body連接結(jié)構安裝濟高效型浮式防波堤最中間單體系泊系統(tǒng)安裝完成后，可依次安裝兩側(cè)統(tǒng)。但在此之前，應首先將兩側(cè)單體與最中間單體進行連接，即連接結(jié)構6.8 所示，1 號單體作為整個經(jīng)濟高效型浮式防波堤的基準已完成了系泊系，2 號單體也完成了吊裝下水和充氣注水等工作并由拖船 1、2 和 4 根纜安裝地點，拖船 3 采用頂推方式逐漸將 2 號單體推向 1 號單體，以減少的相對運動，加快連接結(jié)構的安裝。箱式經(jīng)濟高效型浮式防波堤的纜繩留了用于連接的活性卸扣，當 2 號單體靠近 1 號單體后，應將 1、2 號單個活性卸扣相連接。重復以上步驟直至連接結(jié)構安裝工作完成。

圖 6.8 連接結(jié)構安裝Fig.6.8 Installation of connecting structure旁側(cè)單體預拋錨并進行初步系泊定位 號單體和 2 號單體連接結(jié)構安裝完成后，應對 2 號單體進行系泊系統(tǒng)安安裝操作與 1 號單體基本一致，但應注意此時 2 號單體一端已與 1 號單端進行了連接，所以應優(yōu)先安裝未連接一端的迎浪端系泊纜。具體各系如圖 6.9 所示。復以上步驟，直至所有單體安裝完成。應注意單體安裝順序應以最中間分別向兩側(cè)依次安裝，安裝順序如圖 6.10 所示。

圖 6.8 連接結(jié)構安裝Fig.6.8 Installation of connecting structure旁側(cè)單體預拋錨并進行初步系泊定位 號單體和 2 號單體連接結(jié)構安裝完成后，應對 2 號單體進行系泊系統(tǒng)安安裝操作與 1 號單體基本一致，但應注意此時 2 號單體一端已與 1 號單端進行了連接，所以應優(yōu)先安裝未連接一端的迎浪端系泊纜。具體各系如圖 6.9 所示。復以上步驟，直至所有單體安裝完成。應注意單體安裝順序應以最中間分別向兩側(cè)依次安裝，安裝順序如圖 6.10 所示。

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本文編號：2746726