原文传递
大水位变幅船舶侧向撞击防撞设施研究
| 论文题名： | 大水位变幅船舶侧向撞击防撞设施研究 |
| 关键词： | 大水位变幅航道;沿河建筑物;船舶撞击;动力性能;防撞设施;结构设计 |
| 摘要： | 大水位变幅航道内沿河建筑物在高水位时被淹没，对通航船舶造成一定的撞击风险，在船舶大型化与水路交通快速发展的趋势下，船舶与沿岸涉水建筑物发生碰撞的概率进一步增大，船舶撞击动力性能特性与防撞设施结构设计需要考虑更多因素来展开进一步的分析。本文针对大水位变幅下船舶侧向撞击动力性能特性以及防船撞设施展开研究，主要研究内容如下： （1）根据国内外学者在船舶碰撞问题方面的研究方法与重要结论，总结并验证了各公式在船舶侧向撞击工况中的准确性。分析了各类防船撞设施的工作原理及适用条件，考虑了岸壁效应对船舶在沿岸行驶时的影响，提出了船舶侧向撞击沿河建筑物防船撞设施的主要结构特点。 （2）利用有限元软件LS-DYNA进行数值模拟试验，阐述了有限元模拟中关键参数的设置原则，并根据物理模型试验过程及结果，验证数值模型中单元、材料、接触、能量控制等主要参数的准确性。 （3）根据船舶侧向撞击工况下防船撞设施的结构特点，分别建立板系支承防撞滚筒结构、杆系支承防撞滚筒结构、防撞吸能箱结构、滚筒防撞箱结构有限元模型，并进行船舶撞击测试，根据测试结果比选出了防撞效果最佳的滚筒防撞箱结构作为船舶侧向防撞设施的主要结构形式。 （4）建立整体侧向防撞设施结构，船舶分别以 5°、10°15°漂角撞击无保护裸墩与安装完整防撞设施的桥墩，根据撞击模拟结果，从能量、受力、变形、速度等方面评估防撞设施的有效性。在 5°、10°、15°漂角下防撞设施对桥墩能量的降低比例均在 99%以上；对船舶外板的最大等效应力值降低比例分别为30.18%、18.67%、4.07%，对桥墩最大等效应力值降低比例分别为 95.54%、89.04%、67.09%，对船舶撞击力的降低比例分别为 81.69%、67.92%、63.44%，其中撞击力切线方向分力的降低比例分别为99.06%、94.91%、93.35%；对船舶撞深的降低比例分别为 100%、83.84%、56.91%，对桥墩墩顶位移的降低比例分别为87.29%、91.05%、71.12%；船舶在沿河向的速度分量增大比例分别为4.66%、12.12%、23.14%。防撞设施有效降低了撞击过程中船舶与桥墩的损伤，同时疏导船舶远离桥墩，缩短了撞击时间，达到了防撞设施的设计预期效果。 |
| 作者： | 符景豪 |
| 专业： | 水利工程;港口海岸与近海工程 |
| 导师： | 倪志辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
检索历史
应用推荐
