论文摘要
目前,随着我国国民经济的快速发展,城市不断扩大,为满足交通便捷的要求,需在较近的距离内修建桥群。由于桥群的修建,河道水流发生显著变化,通航条件极其复杂,船舶通航尺寸及航行路线也发生大幅度变化,大大增加了船舶的航行难度,致使撞桥事故时有发生。本文针对这一问题,利用船舶运动数学模型,结合水流模型,模拟船舶在桥群间的航行情况,试图提出不同航道条件下桥群的合理间距,为实际工程提供理论依据和指导性建议。本文水流模拟过程采用k ?ε紊流模型,处理自由表面应用水气两相分层流理论的界面追踪法（VOF）,并用simple算法求解离散方程;船舶运动采用计算机软件以Matlab语言通过编辑船舶运动控制方程来进行模拟,选用高阶的龙格-库塔等方法来进行计算,运动参数引入日本MMG操纵性方程求解;借助Matlab语言实现水流运动与船舶运动的耦合,利用实测的水流流场试验数据和船模试验数据对水流和船舶数学模型进行验证,证实两模型结果准确,可用于进行模拟。结合两模型模拟得到的结果,对于船舶在顺直、弯曲两种河道中航行所需航宽及桥梁间距进行研究,得出顺直河道情况影响航行的主要因素为斜流及对岸航速,而弯曲河道则受弯道半径、对岸航速及船长影响较大,进而分析两种河道条件下桥群布置的合理间距,并得出估算桥梁合理间距的关系式。同时,针对顺直河道中布置复线桥的情况,对桥群布置间距与通航关系开展研究,并分析了影响巷道效应的主要因素。
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