水流作用下的沉管平移控制模型与优化方法

作     者：李军军 杨小军 李芸 肖英杰 LI Jun-jun;YANG Xiao-jun;LI Yun;XIAO Ying-jie

作者机构：上海海事大学商船学院上海201306 

出 版 物：《交通运输工程学报》 (Journal of Traffic and Transportation Engineering)

年 卷 期：2016年第16卷第2期

页      面：27-36页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51509151) 上海市自然科学基金项目(15ZR1420200) 教育部人文社会科学研究项目(15YJC630145 15YJC630059) 

主　　题：沉管平移控制 拖轮合力 合力矩 粒子群优化 加权对数理想点法 

摘      要：针对水流作用下的沉管平移控制问题,在数学描述的基础上对拖轮合力、合力矩进行了分析,统一了四象限拖轮力矩的计算公式,构建了考虑作业拖轮数量、拖力裕量、浮运速度的沉管平移控制优化模型,提出了基于加权对数理想点法的粒子群优化方法,运用克拉默法则进行拖力大小和角度的约束处理,通过港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道管节浮运控制算例进行仿真。仿真结果表明:拖轮总数量为6艘时,涨潮流情况下所得浮运速度为4.770kn,适应度为0.720,作业拖轮数量为3艘,拖力裕量乘积为2.693×1020 kN6;落潮流情况下所得浮运速度为1.750kn,适应度为3.042,作业拖轮数量为5艘,拖力裕量乘积为3.352×1019 kN6。可见,本文提出的模型和方法具有较强的适用性,适应度较优,作业拖轮数量较小,拖力裕量与浮运速度较大。