波流作用下导管架码头结构浮运模拟数学模型及验证

摘要

提出了一种导管架浮运稳定性数学模型.模型中,将导管架看作刚体,主要考虑波流荷载及拖缆对导管架的作用;依据刚体运动学相关理论,建立了导管架运动方程;波浪水流荷载用莫里森公式计算,控制方程采用4阶龙格-库塔方法进行求解.模拟了导管架浮运过程中波浪作用下6个自由度的位移响应和拖缆力,与水槽试验得到的拖缆力实测结果进行了对比,二者符合较好.对不同波浪入射角度和水流流向条件下导管架拖航情况进行了数值模拟,发现逆向入射30°浪的拖缆力最大,大于正逆向浪的情况.分析了缆绳与拖航方向的平衡角随横纵向流速比的变化趋势,得出比值越大,拖缆与航向的平衡角越大的结论.