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船舶撞击力及系泊船舶波浪作用下的撞击力研究
| 论文题名： | 船舶撞击力及系泊船舶波浪作用下的撞击力研究 |
| 关键词： | 船舶撞击力;港口工程荷载规范;横浪;系泊船舶;频域;时域;MATLAB |
| 摘要： | 在港口工程中，船舶撞击力是一个非常重要的荷载，尤其是在建造大型开敞式码头时，船舶撞击力的准确确定是港口码头合理设计和安全运营的保证。对于船舶撞击力的确定，若有一套既具较高计算精度又便于使用的计算方法，就可以省去用物理模型方法确定的步骤，从而减少工程造价，节约投资。我国现行JTJ215-98《港口工程荷载规范》给出了相应船舶撞击力的计算公式，但是在工程设计应用过程中发现仍存有一定问题，于是本文就此问题展开研究和探讨，给出对规范公式的修正建议。 对于大型开敞式码头，系泊船舶在横浪作用下的撞击力在很多时候会大于系靠船时的撞击力。本文先就系泊情况下的船舶撞击力展开讨论，首先建立了频域下的系泊船舶在横浪作用下的运动方程数学模型，采用流体力学的中势流理论进行分析、并编程数值求解，求得频域下的附加质量、辐射阻尼、波浪力以及撞击能量等数值解，然后应用Cummins提出的由频域向时域转化的理论方法，通过傅立叶变换，得到时域下的波浪力、迟滞函数和附加质量。时域下的附加质量不依赖于入射波的频率，本文将时域下的附加质量转化为附加质量系数，作为下一步研究的数据资料。 通过数值分析求得一系列船舶在不同系泊条件下的附加质量系数，同时结合对此类问题的其他相关研究成果，综合分析找到影响附加质量系数变化的主要因素(船舶型宽、船舶吃水和码头前沿水深)，通过因次分析得到能够较好的反映附加质量系数与各个影响因素之间的数学关系表达式的基本形式。然后通过本文计算的数据资料以及其他研究成果的数据资料，利用MATLAB数学软件强大的回归分析功能，进行多元回归拟合得出本文计算附加质量系数的建议公式。 利用现有的试验数据对附加质量系数计算公式进行验证，发现该公式不仅适用于系泊船舶的情况，同样也适用于船舶系靠岸时计算撞击力的情况。附加质量系数只是对于规范公式进行修正的最重要一个部分，本文在参考其他研究成果的同时，不论是对系泊船舶还是船舶系靠岸的撞击力计算公式，都给出了修正建议，即本文的计算公式。对于本文公式的计算精度，通过大量试验数据进行了验证，能够保证较高的计算精度。 |
| 作者： | 宗绍利 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 吴宋仁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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