[01321502]特大型船坞建设的水力学理论及其关键技术

课题在我国船舶工业快速发展的背景下，对特大型船坞建设的关键性水力学问题，采用理论分析、模型试验和数学模型等多种手段，进行综合的系统研究，主要成果如下：

（1）特大型船坞气控式坞门动态设计水力学理论及关键技术。建立了气控式坞门运动过程的动力学理论体系；建立了气控式坞门操作舱水气交换理论与数学模型；开发了特大型船坞气控式坞门智能化辅助设计系统；改进了坞门支铰结构型式，使坞门闭合铰变为开口铰。

（2）特大型船坞灌水流道设计和运行的水力学理论及关键技术。建立了虹吸灌水流道水流水动力学理论模型，从理论上给出了虹吸流道设计的关键参数--虹吸流道驼峰转弯半径的确定方法，并与模型实验相结合，给出了虹吸流道驼峰前反弧段的合理转弯半径范围；建立了虹吸灌水流道水力特性的数学模型，获得虹吸流道整体流速、压强和湍流动能等重要流动参数，为改进流道水力特性、优化设计方案提供技术支持。

（3）完整的特大型船坞建设的水力学物理模型试验方法。建立了水流道设计、优化重力、部分阻力相似模拟实验方法；建立了从原型坞门到模型坞门简化计算方法和模型坞门设计、加工、测量等精度控制方法；建立了从模型到原型整体成果反演的方法。

将理论成果转化为实际坞门和流道设计技术，并应用于多个国内国际投资的特大型船坞设计，得到了实际工程运行的检验。

特大型船坞灌水过程坞室水面波动数学模型。针对特大型船坞水面宽广、灌水流量大的特点，建立了与传统波浪产生有所不同的、由灌泄水廊道出（入）流而导致流量及动量发生变化，进而产生波浪的坞室水面波动数学模型。

建立二维含源Boussinesq方程，对特大型船坞灌水过程坞室内水面波动进行直接数值模拟，评价大型船坞在灌泄水过程中坞室水面的稳定特性，预测坞室坞墩冲倒情况，使所修船舶安全落墩；同时也为保证灌水过程中坞内已修好船舶的安全提出了技术支持。

通过“特大型船坞建设的水力学理论及其关键技术”项目的实施，可以有效解决影响气控式坞门和灌水流道设计建造及安全运行的水力学问题，为国家海洋战略的实施及船舶工业调整和振兴规划提供技术支撑。