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离岸深水港口大型设备群防风理论与实验分析
| 论文题名： | 离岸深水港口大型设备群防风理论与实验分析 |
| 关键词： | 离岸深水港口;大型设备群;数值模拟;装卸机械;防风能力设计 |
| 摘要： | 我国的海岸线漫长，港口众多，我国海运业面临良好的发展机遇。然而随着世界大型船舶的纷纷投入使用，我国港航业缺少大型化深水码头和大型化装卸机械，船舶在港停留时间长的不足也日益凸现。中国海运业要想抓住发展机遇，吸引大型船舶和大班轮公司，建设大型深水港口势在必行。从地理环境上来讲，深水港口选址通常远离大陆岸线，不仅正常条件下的风力大，也容易出现强阵风，出现台风时更加靠近台风的中心，而且港口装卸设备不断朝着大型化发展，整机重心越来越高，增加了事故隐患。 本文的研究就是针对离岸深水港口气候复杂、常年承受大风的特殊地理环境，通过对起重机风载荷的计算、分析及其周围流场的流体动力学数值模拟，结合港口目前大型设备防风状况，提出适用于深水港口的大型设备和设备群的防风理论及策略。本文的研究内容及成果主要有以下几个方面： (1)以超巴拿马型岸边集装箱起重机为例，对其典型工况下的风载荷进行了计算。根据计算结果及相关安全性分析，得出了暴风或台风来临之前使岸桥前大梁放平将有利于整机抗风稳定性的结论。 (2)根据港口大型设备结构及所处地理环境的特点，通过计算流体力学分析，确定了数值风洞实验的数学模型并建立了数值模拟三维实体模型，讨论了一套网格划分对应多种求解工况的计算策略，分析了本次数值模拟计算的边界条件。 (3)利用数值风洞技术对岸边集装箱起重机进行了计算流体力学数值模拟。得到了典型风向角和风速工况下岸桥表面的压力场及其周围的流场信息，绘制了压力分布和速度分布图，量化计算了起重机沿各坐标轴方向的风载荷合力及合力矩。通过结果分析，发现了常规风载计算中忽略最大风载荷方向而留下的安全隐患，为装卸机械的防风能力设计提出了意见和建议。 (4)对台风作用下港口大型岸桥群之间相互影响状态进行了仿真实验，计算了三台岸桥不同间距下各自风载情况及其对风场的影响，得到了风载荷与岸桥间距关系曲线，提出了离岸深水港口大型设备群的组群防风策略，对港口岸线建设和大型设备布置问题进行了讨论，为港口装卸机械组群的安全生产提供理论方法与技术支持。 |
| 作者： | 路世青 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 肖汉斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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