船行波對通航隧道斷面尺寸影響的數(shù)值模擬分析

王孟飛，鄧 斌,2,3，蔣昌波,2,3，陳 杰,2,3

(1.長沙理工大學(xué)水利與環(huán)境工程學(xué)院，湖南 長沙 410114; 2.水沙科學(xué)與水災(zāi)害防治湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410114；3.洞庭湖水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410114)

通航隧道為典型的淺水狹窄型限制性航道，因隧道的特殊性，通航隧道具有不同于現(xiàn)有通航規(guī)范中限制性航道的特點[1-3]，而目前對通航隧道建設(shè)和管理還沒有相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以限制性航道標(biāo)準(zhǔn)為參考建設(shè)通航隧道，使得通航隧道的斷面尺寸富裕量較大，存在一定優(yōu)化空間[4]。干偉東等[5]以烏江構(gòu)皮灘通航隧洞為例，針對通航隧道內(nèi)船舶通航風(fēng)險影響因素的復(fù)雜性、多層次性和不確定性特點，采用魚骨圖分析法，給出了影響隧道通航風(fēng)險的系列因素。吳德興等[3]以富春江七里瀧通航隧道為例，從通航隧道水下斷面形式方面探討了隧道通航安全措施等相關(guān)問題。李焱等[6]采用水工物理模型和船模試驗方法研究了構(gòu)皮灘水電站單線通航隧道內(nèi)船舶航行的船舶阻力、下沉量及水面波動特性。湯建宏等[7]以溪洛渡樞紐的通航隧道為例，結(jié)合現(xiàn)有通航規(guī)范中船舶通航臨界航速的計算公式，提出了最經(jīng)濟的隧道斷面尺寸系數(shù)。郭洪雨[8]依托富春江通航隧道特點，從結(jié)構(gòu)方面開展了隧道結(jié)構(gòu)驗算以及施工方案的分析研究。可見，已有研究均未從水動力條件的角度探討通航隧道的斷面設(shè)計尺寸問題。

近年來，關(guān)于船舶誘導(dǎo)生成的船行波等相關(guān)研究越來越多，Wu等[9]對船行波形式進(jìn)行了分類研究，將船行波分為首波系、尾波系、散波和橫波等不同形式，不同類型船行波隨弗勞德數(shù)Fr不同呈現(xiàn)不同的特性；……