離岸深水港口大型設(shè)備群防風(fēng)理論與實驗分析.pdf

1、我國的海岸線漫長，港口眾多，我國海運業(yè)面臨良好的發(fā)展機遇。然而隨著世界大型船舶的紛紛投入使用，我國港航業(yè)缺少大型化深水碼頭和大型化裝卸機械，船舶在港停留時間長的不足也日益凸現(xiàn)。中國海運業(yè)要想抓住發(fā)展機遇，吸引大型船舶和大班輪公司，建設(shè)大型深水港口勢在必行。從地理環(huán)境上來講，深水港口選址通常遠離大陸岸線，不僅正常條件下的風(fēng)力大，也容易出現(xiàn)強陣風(fēng)，出現(xiàn)臺風(fēng)時更加靠近臺風(fēng)的中心，而且港口裝卸設(shè)備不斷朝著大型化發(fā)展，整機重心越來越高，增加了事故

2、隱患。
　　 本文的研究就是針對離岸深水港口氣候復(fù)雜、常年承受大風(fēng)的特殊地理環(huán)境，通過對起重機風(fēng)載荷的計算、分析及其周圍流場的流體動力學(xué)數(shù)值模擬，結(jié)合港口目前大型設(shè)備防風(fēng)狀況，提出適用于深水港口的大型設(shè)備和設(shè)備群的防風(fēng)理論及策略。本文的研究內(nèi)容及成果主要有以下幾個方面：
　　 (1)以超巴拿馬型岸邊集裝箱起重機為例，對其典型工況下的風(fēng)載荷進行了計算。根據(jù)計算結(jié)果及相關(guān)安全性分析，得出了暴風(fēng)或臺風(fēng)來臨之前使岸橋前大梁放平將

3、有利于整機抗風(fēng)穩(wěn)定性的結(jié)論。
　　 (2)根據(jù)港口大型設(shè)備結(jié)構(gòu)及所處地理環(huán)境的特點，通過計算流體力學(xué)分析，確定了數(shù)值風(fēng)洞實驗的數(shù)學(xué)模型并建立了數(shù)值模擬三維實體模型，討論了一套網(wǎng)格劃分對應(yīng)多種求解工況的計算策略，分析了本次數(shù)值模擬計算的邊界條件。
　　 (3)利用數(shù)值風(fēng)洞技術(shù)對岸邊集裝箱起重機進行了計算流體力學(xué)數(shù)值模擬。得到了典型風(fēng)向角和風(fēng)速工況下岸橋表面的壓力場及其周圍的流場信息，繪制了壓力分布和速度分布圖，量化計算了起

4、重機沿各坐標(biāo)軸方向的風(fēng)載荷合力及合力矩。通過結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)了常規(guī)風(fēng)載計算中忽略最大風(fēng)載荷方向而留下的安全隱患，為裝卸機械的防風(fēng)能力設(shè)計提出了意見和建議。
　　 (4)對臺風(fēng)作用下港口大型岸橋群之間相互影響狀態(tài)進行了仿真實驗，計算了三臺岸橋不同間距下各自風(fēng)載情況及其對風(fēng)場的影響，得到了風(fēng)載荷與岸橋間距關(guān)系曲線，提出了離岸深水港口大型設(shè)備群的組群防風(fēng)策略，對港口岸線建設(shè)和大型設(shè)備布置問題進行了討論，為港口裝卸機械組群的安全生產(chǎn)提供理