系泊船舶在波浪作用下撞击力的数值模拟研究
2021-02-25沈文君聂晓彤
水道港口 2021年5期
沈文君,谭 凤,张 维*,高 峰,聂晓彤
(1.交通运输部天津水运工程科学研究所 工程泥沙交通行业重点实验室,天津 300456; 2.中交水运规划 设计院有限公司,北京 100007)
在港口工程中,船舶撞击力是一个非常重要的荷载,船舶撞击力的准确性是港口码头合理设计和安全运营的保证。我国现行规范JTS 144-1-2010《港口工程荷载规范》[1]中给出了风和水流作用下船舶的挤靠力;同时也给出了船舶靠岸时撞击能量的计算公式,该公式考虑了船舶的质量和靠岸速度,根据橡胶护舷性能曲线可得出计算撞击能量对应的压缩量,进而得到撞击力。该规范也给出了船舶在横浪作用下的撞击能量计算公式,但针对斜浪作用问题,没有相关的经验公式可参考。同时,在波浪周期较大时,规范建议通过数学模型或物理模型试验确定。
张日向[2]、杨国平[3]、郭剑锋[4]、朱奇[5]等均采用物理模型试验研究了风浪流作用下的系泊船舶的运动响应,研究了缆绳受力和护舷撞击力的规律。陈际丰、牛恩宗[6-7]等指出规范公式中船舶附加水体质量系数Cm取值偏小,导致计算值与物理模型试验值相差较大,建议计算时Cm取值为1.7~2.0。杨国平等[3]还在系统性物理模型试验成果的基础上,提出了多参数系泊船系缆力和撞击能量半经验半理论计算公式。刘必劲等[8]采用理论结合物理模型试验分析的方法,研究大型开敞式码头系泊船舶在波浪作用下的船舶撞击能量。郭士勇等[9]收集了国内5~30万t系泊船舶在横浪作用下撞击能量物理模型试验的研究成果,采用理论结合模型试验的分析方法,研究了码头系泊船舶在横浪作用下的撞击能量规律。……
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