【摘要】：防波堤是一種重要的近海防護(hù)工程結(jié)構(gòu)物,具有抵御波浪的作用,可保護(hù)防護(hù)水域內(nèi)船舶和其他海洋結(jié)構(gòu)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(jià)隨水深的增加而急劇增大,且對(duì)地基要求較高,易導(dǎo)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(yīng)用范圍,具有工程造價(jià)低、建造簡(jiǎn)單、布置便捷、允許水質(zhì)交換等優(yōu)點(diǎn),已受到越來越多學(xué)者和研究人員的關(guān)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(duì)海上施工掩護(hù),設(shè)計(jì)了造價(jià)低廉、可快速拆裝和重復(fù)使用的經(jīng)濟(jì)高效型浮式防波堤并對(duì)其水動(dòng)力性能和消波性能進(jìn)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(gòu)型設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,針對(duì)海上施工掩護(hù)防浪消波技術(shù)需求,設(shè)計(jì)了三種不同構(gòu)型的經(jīng)濟(jì)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(shè)計(jì)海況、消浪指標(biāo)、工程造價(jià)和安裝效率等設(shè)計(jì)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(duì)規(guī)則波進(jìn)行數(shù)值模擬并將波浪計(jì)算值與理論值進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了數(shù)值波浪水槽的正確性。在此基礎(chǔ)上,建立箱型浮式防波堤的二維數(shù)值模型,計(jì)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(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了浮式防波堤數(shù)值計(jì)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(jì)算方法的研究及驗(yàn)證,對(duì)三種不同構(gòu)型的經(jīng)濟(jì)高效型浮式防波堤水動(dòng)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(duì)三種不同構(gòu)型的經(jīng)濟(jì)高效型浮式防波堤運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和透射系數(shù)的影響,同時(shí)以箱式經(jīng)濟(jì)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(jī)理。4.基于現(xiàn)有浮式防波堤現(xiàn)場(chǎng)安裝技術(shù),結(jié)合經(jīng)濟(jì)高效型浮式防波堤設(shè)計(jì)特點(diǎn),針對(duì)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(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題,提出了一套快速、安全、高效的經(jīng)濟(jì)高效型浮式防波堤現(xiàn)場(chǎng)安裝技術(shù)方案。結(jié)果表明,本文所提出的數(shù)值計(jì)算方法能夠精確地模擬浮式防波堤的水動(dòng)力性能和消波性能。箱式經(jīng)濟(jì)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(jì)高效型浮式防波堤,并滿足經(jīng)濟(jì)高效型浮式防波堤消浪指標(biāo)。因此,本文確定箱式為經(jīng)濟(jì)高效型浮式防波堤的最終構(gòu)型。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U656.2
【圖文】：

圖 6.7 經(jīng)濟(jì)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(gòu)安裝濟(jì)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(yīng)首先將兩側(cè)單體與最中間單體進(jìn)行連接，即連接結(jié)構(gòu)6.8 所示，1 號(hào)單體作為整個(gè)經(jīng)濟(jì)高效型浮式防波堤的基準(zhǔn)已完成了系泊系，2 號(hào)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(diǎn)，拖船 3 采用頂推方式逐漸將 2 號(hào)單體推向 1 號(hào)單體，以減少的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加快連接結(jié)構(gòu)的安裝。箱式經(jīng)濟(jì)高效型浮式防波堤的纜繩留了用于連接的活性卸扣，當(dāng) 2 號(hào)單體靠近 1 號(hào)單體后，應(yīng)將 1、2 號(hào)單個(gè)活性卸扣相連接。重復(fù)以上步驟直至連接結(jié)構(gòu)安裝工作完成。

圖 6.8 連接結(jié)構(gòu)安裝Fig.6.8 Installation of connecting structure旁側(cè)單體預(yù)拋錨并進(jìn)行初步系泊定位 號(hào)單體和 2 號(hào)單體連接結(jié)構(gòu)安裝完成后，應(yīng)對(duì) 2 號(hào)單體進(jìn)行系泊系統(tǒng)安安裝操作與 1 號(hào)單體基本一致，但應(yīng)注意此時(shí) 2 號(hào)單體一端已與 1 號(hào)單端進(jìn)行了連接，所以應(yīng)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(fù)以上步驟，直至所有單體安裝完成。應(yīng)注意單體安裝順序應(yīng)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(gòu)安裝Fig.6.8 Installation of connecting structure旁側(cè)單體預(yù)拋錨并進(jìn)行初步系泊定位 號(hào)單體和 2 號(hào)單體連接結(jié)構(gòu)安裝完成后，應(yīng)對(duì) 2 號(hào)單體進(jìn)行系泊系統(tǒng)安安裝操作與 1 號(hào)單體基本一致，但應(yīng)注意此時(shí) 2 號(hào)單體一端已與 1 號(hào)單端進(jìn)行了連接，所以應(yīng)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(fù)以上步驟，直至所有單體安裝完成。應(yīng)注意單體安裝順序應(yīng)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(hào)：2746726