船舶尾流流速分布及其作用下拋石基床塊石穩(wěn)定性計(jì)算方法研究.pdf

1、拋石基床作為重力式碼頭和直立式防波堤的基礎(chǔ)，對(duì)保證這兩種結(jié)構(gòu)形式的穩(wěn)定具有關(guān)鍵性的作用。近年來，為滿足船舶高速化和大型化的要求，船用螺旋槳的推力及其引起的射流流速也在不斷增大。很多螺旋槳的射流流速已超過拋石設(shè)計(jì)起動(dòng)流速，這會(huì)引發(fā)射流對(duì)拋石基床嚴(yán)重沖刷致使碼頭基礎(chǔ)受損。目前，國內(nèi)外重力式碼頭拋石基床遭高速水流沖刷掏空導(dǎo)致局部破壞的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了碼頭的工作壽命和使用安全。國內(nèi)港口、海岸工程規(guī)范還未考慮這一破壞因素，所以，船舶尾流對(duì)

2、拋石基床的沖刷影響已成為港口工程設(shè)計(jì)和施工領(lǐng)域亟待解決的問題。
　　 本文以研究船舶尾流沖刷作用下拋石基床塊石的穩(wěn)定性為目的，做了以下研究工作：
　　 (1)通過對(duì)比、分析國外物理模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果、理論和經(jīng)驗(yàn)公式，總結(jié)了螺旋槳射流流速分布的基本規(guī)律，建議了一組描述船舶尾流流速分布的經(jīng)驗(yàn)公式。
　　 (2)利用CFD軟件Fluent建立螺旋槳射流流場三維數(shù)值模型，計(jì)算分析了螺旋槳射流流速分布情況，與現(xiàn)有公式進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)

3、證了數(shù)值模擬研究的可行性。
　　 (3)建立螺旋槳射流沖刷作用下拋石基床三維數(shù)值模型，按一定規(guī)律改變螺旋槳在水中的位置，計(jì)算并分析了拋石基床影響下螺旋槳射流的流速分布規(guī)律，確定了螺旋槳在不同位置處基床表面射流最大流速和受射流沖刷影響最大的位置。
　　 (4)將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與基于經(jīng)驗(yàn)公式的塊石穩(wěn)定性計(jì)算方法進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)數(shù)值計(jì)算結(jié)果考慮了碼頭岸壁和拋石基床對(duì)射流流速分布的影響，以及回流對(duì)拋石基床的沖刷作用，能較好地反映真實(shí)