悬浮隧道与系泊缆索耦合动力效应

国家自然科学基金面上项目

项目简介

水下悬浮隧道(又称阿基米德桥)受跨度和水深的限制少，在海峡连接工程中有很大应用前景。其借助浮力悬浮于水中，一般采用缆索进行锚固实现稳定。索锚固的悬浮隧道在波流作用下的动力分析，需考虑多种非线性和动力耦合效应，包括索动力特性的非线性、索与隧道动力耦合及波流耦合效应。现有研究通过对上述效应的简化，建立了对悬浮隧道动力特性的一定认识。为推进悬浮隧道的实际应用，本项目对悬浮隧道中的非线性和动力耦合效应开展精细化研究：首先，研究能考虑锚索大垂度效应的建模及模型降阶方法，刻画锚索的非线性动力特性，通过模型实验进行对比研究；然后，研究面向大尺度、精细化分析的索与隧道静动力效应耦合的建模方法；最后，研究非线性波流耦合作用下悬浮隧道的结构响应机制。本项目将加深现有对波流作用下悬浮隧道及锚索非线性动力行为的认识；建立的模型和分析方法可直接用于未来的工程分析和设计，具有重要的科学价值和应用前景。

研究成果

期刊论文

  1. Chen, L., Basu, B.* , & Martin, C. I. (2021). On rotational flows with discontinuous vorticity beneath steady water waves near stagnation Journal of Fluid Mechanics, 912, A44. (第一标注，JCR一区)

  2. Chen, L. & Basu, B.* (2021). Numerical continuation method for large-amplitude steady water waves on depth-varying currents in flows with fixed mean water depth. Applied Ocean Research, 111, 102631. (第一标注，JCR二区)

会议报告

  1. 陈林 (2021). 水下缆索非线性周期性响应分析的谐波平衡方法. 第18届全国非线性振动暨第15届非线性动力学和运动稳定性学术会议, 2021年5月7–9日，中国广州.