發(fā)布時間：2021-09-25 18:27

　　復(fù)雜的海洋環(huán)境條件下,沉管沉放等待階段是大型沉管隧道施工過程中的一個重要階段,這個階段關(guān)系到沉管系泊的穩(wěn)定性和施工的安全性,在工程中具有重要意義。本課題是基于港珠澳大橋沉管隧道的工程背景,采用ANSYS軟件里基于勢流理論的AQWA模塊,建立沉管浮駁管段的數(shù)值計算模型,并基于物理模型對模型進行了驗證,證明了模型計算結(jié)果的可靠性。采用驗證模型,首先研究了系泊方式（系纜角度、纜繩長度、布纜方式）對動力響應(yīng)的影響,提出了可行的系泊方案,其次分析了可行的系泊方案條件下,不同動力要素（波浪、水流、波浪水流聯(lián)合作用）從不同方向作用時,沉管-浮駁系統(tǒng)的運動響應(yīng)及纜繩受力規(guī)律,研究發(fā)現(xiàn):各運動分量隨波浪入射角的變化規(guī)律有所不同,艏搖運動量在波浪入射角為45°時為最大值;最大系泊纜力隨浪向角的變化與譜峰周期有關(guān);橫移運動分量對布纜方式較0其它運動分量更為敏感。在波浪周期接近系統(tǒng)橫搖固有周期時,橫移、垂蕩、橫搖運動均出現(xiàn)共振效應(yīng),此時纜力亦將出現(xiàn)極大值;水流的存在增大了橫移方向的運動響應(yīng),并在一定程度上減弱了沉管-浮駁系統(tǒng)在垂蕩和橫搖方向的運動,流向改變不超過15°時,對系統(tǒng)運動響應(yīng)和纜繩張力影響有限。 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 沉管隧道概述
        1.1.1 海底隧道概況
        1.1.2 沉管隧道的介紹
        1.1.3 沉管隧道的發(fā)展
        1.1.4 港珠澳隧道工程
    1.2 沉管隧道的研究綜述
    1.3 本研究的主要內(nèi)容
2 沉管-浮駁系統(tǒng)的數(shù)值模型
    2.1 軟件原理概述
        2.1.1 軟件簡介
        2.1.2 勢流理論控制方程及邊界條件
        2.1.3 波浪形式
        2.1.4 頻域分析
        2.1.5 時域分析
    2.2 基于Workbench-AQWA的沉管-浮駁系統(tǒng)的水動力模型
        2.2.1 沉管-浮駁系統(tǒng)的模型建立
        2.2.2 網(wǎng)格劃分
        2.2.3 添加約束
        2.2.4 施加載荷
        2.2.5 計算結(jié)果分析
    2.3 本章小結(jié)
3 數(shù)值模擬與物理模型試驗對比驗證結(jié)果
    3.1 規(guī)則波作用下數(shù)值模擬與物理試驗結(jié)果對比驗證
        3.1.1 系統(tǒng)運動響應(yīng)及系泊纜力時間過程線的對比驗證
        3.1.2 系統(tǒng)運動響應(yīng)值和纜繩張力值隨周期變化的對比驗證
    3.2 不規(guī)則波作用下數(shù)值模擬與物理試驗結(jié)果對比驗證
        3.2.1 運動響應(yīng)的對比驗證
        3.2.2 纜繩張力的對比驗證
    3.3 本章小結(jié)
4 系泊方式對水動力響應(yīng)的影響分析
    4.1 不同系纜角度下沉管-浮駁系統(tǒng)的水動力特性
        4.1.1 運動響應(yīng)的比較
        4.1.2 纜繩張力的比較
    4.2 不同纜繩長度下沉管-浮駁系統(tǒng)的水動力特性
        4.2.1 運動響應(yīng)的比較
        4.2.2 纜繩張力的比較
    4.3 不同系泊方式下沉管-浮駁系統(tǒng)水動力特性
        4.3.1 沉管-浮駁系統(tǒng)的布纜方式
        4.3.2 運動響應(yīng)的比較
        4.3.3 纜繩張力的比較
    4.4 本章小結(jié)
5 動力要素對水動力響應(yīng)的影響分析
    5.1 不同譜峰周期下沉管-浮駁系統(tǒng)的水動力特性
        5.1.1 譜峰周期對運動響應(yīng)的影響
        5.1.2 譜峰周期對纜繩張力的影響
    5.2 不同有效波高下沉管-浮駁系統(tǒng)的水動力特性
        5.2.1 有效波高對運動響應(yīng)的影響
        5.2.2 有效波高對纜繩張力的影響
    5.3 不同浪向下沉管-浮駁系統(tǒng)的水動力特性
        5.3.1 波浪入射角對運動響應(yīng)的影響
        5.3.2 波浪入射角對纜繩張力的影響
    5.4 浪流共同作用下的沉管-浮駁系統(tǒng)的水動力特性
        5.4.1 單純波浪和波加流的對比
        5.4.2 不同流速對水動力響應(yīng)的影響
        5.4.3 不同流向?qū)λ畡恿憫?yīng)的影響
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于AQWA的大型游船碼頭系泊水動力性能分析[J]. 雷林,劉添宇,袁培銀,劉俊良.  中國水運. 2017(05)
[2]內(nèi)河錨泊浮式碼頭水動力性能分析[J]. 彭澤宇,劉祚秋,富明慧.  水利水運工程學(xué)報. 2015(03)
[3]沉埋式海底隧道管段海上系泊水動力性能分析[J]. 彭澤宇,劉祚秋.  水運工程. 2015(01)
[4]港珠澳大橋沉管隧道長大管節(jié)水動力性能試驗研究[J]. 呂衛(wèi)清,吳衛(wèi)國,蘇林王,陳克強,彭晟.  土木工程學(xué)報. 2014(03)
[5]不同布纜方式錨碇沉管管段運動的數(shù)值模擬[J]. 楊璨,王永學(xué),左衛(wèi)廣.  海洋工程. 2014(01)
[6]港珠澳大橋島隧工程沉管隧道施工新技術(shù)介紹[J]. 王吉云.  地下工程與隧道. 2011(01)
[7]波浪作用下沉管管段沉放過程運動響應(yīng)的試驗研究[J]. 陳智杰,王永學(xué),王國玉,侯勇.  大連海事大學(xué)學(xué)報. 2009(02)
[8]國內(nèi)外沉管隧道工程發(fā)展現(xiàn)狀研究[J]. 程樂群,劉學(xué)山,顧沖時.  水電能源科學(xué). 2008(02)
[9]沉管隧道研究綜述[J]. 鐘輝虹,李樹光,劉學(xué)山,周健,崔積弘,馮珂.  市政技術(shù). 2007(06)
[10]沉管隧道穿越江河海灣的優(yōu)越性[J]. 宋建,陳百玲.  現(xiàn)代隧道技術(shù). 2005(03)

博士論文
[1]波浪作用下沉管管段沉放運動的試驗與數(shù)值研究[D]. 陳智杰.大連理工大學(xué) 2009

碩士論文
[1]超長沉管管段沉放過程的模擬研究[D]. 王智強.中國海洋大學(xué) 2013
[2]錨碇沉管管段沉放運動的水動力數(shù)值研究[D]. 楊璨.大連理工大學(xué) 2013
[3]沉管管節(jié)沉放系纜力試驗研究[D]. 陳碩.武漢理工大學(xué) 2012
[4]雙浮筒浮防波堤水動力數(shù)值研究[D]. 王志瑜.大連理工大學(xué) 2011
[5]沉管管段系泊狀態(tài)下纜繩受力試驗研究[D]. 邵忠安.大連理工大學(xué) 2011
[6]浪流作用下系泊船舶運動及纜繩布局優(yōu)化[D]. 徐兆全.大連理工大學(xué) 2007
[7]張力腿平臺的波頻耦合動力響應(yīng)分析[D]. 劉日明.哈爾濱工程大學(xué) 2005



本文編號：3410227