全平衡重垂直升船機(jī)特殊情況的動(dòng)力學(xué)分析.pdf_第1頁(yè)
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1、升船機(jī)是一種重要的通航建筑物,垂直升船機(jī)作為其重要的一種類型具有良好的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能。在水利工程中,鋼絲繩提升垂直升船機(jī)一般分為兩種:卷?yè)P(yáng)升船機(jī)和重力全平衡重卷?yè)P(yáng)升船機(jī)。在實(shí)際情況中,客船通常是其運(yùn)輸?shù)闹饕胺N類之一。為了保證乘客的人身安全,升船機(jī)的安全性勢(shì)必成為其設(shè)計(jì)過(guò)程中著重考慮的指標(biāo)。在本文中,將結(jié)合三峽升船機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù),對(duì)重力全平衡重鋼絲繩卷?yè)P(yáng)提升垂直升船機(jī)的方案進(jìn)行研究和論證。將整個(gè)升船機(jī)系統(tǒng)分為多個(gè)單獨(dú)的部分,包括承船

2、廂、流體以及鋼絲繩懸吊系統(tǒng),對(duì)每個(gè)部分單獨(dú)研宄并最終把它們耦合在一起構(gòu)造整個(gè)升船機(jī)系統(tǒng)的力學(xué)模型。
  本文首先介紹了ALE方法的相關(guān)理論、參數(shù)和算法,給出了ALE描述下考慮粘性項(xiàng)的N-S方程并給出了其邊界條件。然后推導(dǎo)了承船廂內(nèi)部流體的動(dòng)力學(xué)方程,并利用有限元方法對(duì)其進(jìn)行離散化。
  接著利用剛體動(dòng)力學(xué)的相關(guān)知識(shí),構(gòu)建了承船廂的動(dòng)力學(xué)方程,并與流體的動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行耦合,得到了承船廂-流體耦合系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程。根據(jù)這一方程,

3、計(jì)算了承船廂在幾種不同激勵(lì)下其內(nèi)部流體的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。當(dāng)外界激勵(lì)的頻率接近固有頻率時(shí)會(huì)造成水體大幅度晃蕩,而遠(yuǎn)離固有頻率則不會(huì)出現(xiàn),所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要充分考慮這一因素。
  最后推導(dǎo)了鋼絲繩懸吊系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程,并將該方程與承船廂-流體系統(tǒng)進(jìn)行組合,得到整個(gè)懸吊系統(tǒng)-承船廂-流體的動(dòng)力學(xué)方程。根據(jù)升船機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程,計(jì)算了系統(tǒng)在鋼絲繩斷裂、流體泄漏等幾種特殊工況下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。這幾種情況下,廂內(nèi)流體并未產(chǎn)生大幅度晃蕩,提升鋼絲

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