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(guò)程中的一個(gè)重要階段,這個(gè)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(shì)流理論的AQWA模塊,建立沉管浮駁管段的數(shù)值計(jì)算模型,并基于物理模型對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證,證明了模型計(jì)算結(jié)果的可靠性。采用驗(yàn)證模型,首先研究了系泊方式（系纜角度、纜繩長(zhǎng)度、布纜方式）對(duì)動(dòng)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(dòng)力要素（波浪、水流、波浪水流聯(lián)合作用）從不同方向作用時(shí),沉管-浮駁系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及纜繩受力規(guī)律,研究發(fā)現(xiàn):各運(yùn)動(dòng)分量隨波浪入射角的變化規(guī)律有所不同,艏搖運(yùn)動(dòng)量在波浪入射角為45°時(shí)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(yùn)動(dòng)分量對(duì)布纜方式較0其它運(yùn)動(dòng)分量更為敏感。在波浪周期接近系統(tǒng)橫搖固有周期時(shí),橫移、垂蕩、橫搖運(yùn)動(dòng)均出現(xiàn)共振效應(yīng),此時(shí)纜力亦將出現(xiàn)極大值;水流的存在增大了橫移方向的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng),流向改變不超過(guò)15°時(shí),對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和纜繩張力影響有限。 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(jiǎn)介
        2.1.2 勢(shì)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(shí)域分析
    2.2 基于Workbench-AQWA的沉管-浮駁系統(tǒng)的水動(dòng)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(jì)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(yàn)對(duì)比驗(yàn)證結(jié)果
    3.1 規(guī)則波作用下數(shù)值模擬與物理試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證
        3.1.1 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及系泊纜力時(shí)間過(guò)程線的對(duì)比驗(yàn)證
        3.1.2 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)值和纜繩張力值隨周期變化的對(duì)比驗(yàn)證
    3.2 不規(guī)則波作用下數(shù)值模擬與物理試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證
        3.2.1 運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的對(duì)比驗(yàn)證
        3.2.2 纜繩張力的對(duì)比驗(yàn)證
    3.3 本章小結(jié)
4 系泊方式對(duì)水動(dòng)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(dòng)力特性
        4.1.1 運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的比較
        4.1.2 纜繩張力的比較
    4.2 不同纜繩長(zhǎng)度下沉管-浮駁系統(tǒng)的水動(dòng)力特性
        4.2.1 運(yùn)動(dòng)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(dòng)力特性
        4.3.1 沉管-浮駁系統(tǒng)的布纜方式
        4.3.2 運(yùn)動(dòng)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(dòng)力要素對(duì)水動(dòng)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(dòng)力特性
        5.1.1 譜峰周期對(duì)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的影響
        5.1.2 譜峰周期對(duì)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(dòng)力特性
        5.2.1 有效波高對(duì)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的影響
        5.2.2 有效波高對(duì)纜繩張力的影響
    5.3 不同浪向下沉管-浮駁系統(tǒng)的水動(dòng)力特性
        5.3.1 波浪入射角對(duì)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的影響
        5.3.2 波浪入射角對(duì)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(dòng)力特性
        5.4.1 單純波浪和波加流的對(duì)比
        5.4.2 不同流速對(duì)水動(dòng)力響應(yīng)的影響
        5.4.3 不同流向?qū)λ畡?dòng)力響應(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(xiàn)
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(xiàn)】：
期刊論文
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[3]沉埋式海底隧道管段海上系泊水動(dòng)力性能分析[J]. 彭澤宇,劉祚秋.  水運(yùn)工程. 2015(01)
[4]港珠澳大橋沉管隧道長(zhǎng)大管節(jié)水動(dòng)力性能試驗(yàn)研究[J]. 呂衛(wèi)清,吳衛(wèi)國(guó),蘇林王,陳克強(qiáng),彭晟.  土木工程學(xué)報(bào). 2014(03)
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[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(guò)程運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的試驗(yàn)研究[J]. 陳智杰,王永學(xué),王國(guó)玉,侯勇.  大連海事大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(02)
[8]國(guó)內(nèi)外沉管隧道工程發(fā)展現(xiàn)狀研究[J]. 程樂(lè)群,劉學(xué)山,顧沖時(shí).  水電能源科學(xué). 2008(02)
[9]沉管隧道研究綜述[J]. 鐘輝虹,李樹(shù)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(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)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(zhǎng)沉管管段沉放過(guò)程的模擬研究[D]. 王智強(qiáng).中國(guó)海洋大學(xué) 2013
[2]錨碇沉管管段沉放運(yùn)動(dòng)的水動(dòng)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(yàn)研究[D]. 陳碩.武漢理工大學(xué) 2012
[4]雙浮筒浮防波堤水動(dòng)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(yàn)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(yùn)動(dòng)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(tái)的波頻耦合動(dòng)力響應(yīng)分析[D]. 劉日明.哈爾濱工程大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3410227