離岸深水港口大型設備群防風理論與實驗分析.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力大，也容易出現(xiàn)強陣風，出現(xiàn)臺風時更加靠近臺風的中心，而且港口裝卸設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雜、常年承受大風的特殊地理環(huán)境，通過對起重機風載荷的計算、分析及其周圍流場的流體動力學數(shù)值模擬，結合港口目前大型設備防風狀況，提出適用于深水港口的大型設備和設備群的防風理論及策略。本文的研究內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載荷進行了計算。根據(jù)計算結果及相關安全性分析，得出了暴風或臺風來臨之前使岸橋前大梁放平將

3、有利于整機抗風穩(wěn)定性的結論。
　　 (2)根據(jù)港口大型設備結構及所處地理環(huán)境的特點，通過計算流體力學分析，確定了數(shù)值風洞實驗的數(shù)學模型并建立了數(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)值風洞技術對岸邊集裝箱起重機進行了計算流體力學數(shù)值模擬。得到了典型風向角和風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、重機沿各坐標軸方向的風載荷合力及合力矩。通過結果分析，發(fā)現(xiàn)了常規(guī)風載計算中忽略最大風載荷方向而留下的安全隱患，為裝卸機械的防風能力設計提出了意見和建議。
　　 (4)對臺風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載情況及其對風場的影響，得到了風載荷與岸橋間距關系曲線，提出了離岸深水港口大型設備群的組群防風策略，對港口岸線建設和大型設備布置問題進行了討論，為港口裝卸機械組群的安全生產提供理