水流作用下的沉管平移控制模型与优化方法

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4.770 kn,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1.750 kn,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.

关键词：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

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分类号：U455.46(隧道工程)

资助基金：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

在线出版日期：2016-07-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：27-36