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基于实船验证的内河限制性航道船行波数值模拟
| 论文题名： | 基于实船验证的内河限制性航道船行波数值模拟 |
| 关键词： | 内河限制性航道;船行波;数值模拟 |
| 摘要： | 江苏省航道普查发现，日益增强的船舶水动力作用对内河限制性航道的断面形态影响显著，而船行波是首要动力因素。因此，要研究现代船舶水动力作用下内河限制性航道断面形态响应机理，首先需对内河限制性航道中船行波问题进行研究。 本文采用试验研究和数值模拟研究的方法对内河限制性航道中的船行波问题进行研究。依托锡澄运河三级航道整治工程，在锡澄运河江阴南段建立了约500m长的船行波原型观测试验段，得到了300吨级和400吨级货船以不同的船速和离岸距离通过时水位波动历时益线，共27组。利用试验数据，对船行波最大波高计算公式(Blaauw公式)进行了修正，并分析了离岸距离和深度弗汝德数与船行波最大波高之间的关系。船行波数学模型则是利用“移动压强法”基于Delft3D-FLOW模型来实现，该模型控制方程为二维垂向平均Navier-Stokes方程，用移动的扰动压强场代替运动的船舶，实现了对内河限制性航道中运动船舶的模拟。利用船行波原型观测试验数据对该数学模型的计算结果进行验证，两者比较接近，这证明了利用Delft3D-FLOW模型对内河限制性航道中船行波进行数值模拟的可行性。基于已验证的数学模型，分别分析了船速、离岸距离和船舶吃水对船行波最大波高的影响，并给出了船行波最大波高与深度弗汝德数和船舶阻力系数之间的定量关系式，即Hmax/h=Fh4.9·S0.69。 对锡澄运河中船行波的特性分析，可为锡澄运河三级航道整治工程提供依据，为现代船舶水动力作用下内河限制性航道断面形态响应机理研究奠定基础。该研究方法也可应用到其他内河限制性航道船行波问题研究中。 |
| 作者： | 毛礼磊 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 徐宿东;周益人 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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