本文關(guān)鍵詞：畸形波的數(shù)值模擬及其與海洋結(jié)構(gòu)物相互作用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：畸形波是一種瞬時存在、具有較大波高的災(zāi)害性波浪，由于其強(qiáng)非線性和不對稱性，對海洋結(jié)構(gòu)物具有極大的威脅。雖然越來越多的學(xué)者開始研究畸形波，但研究工作仍處于初始階段，其發(fā)生機(jī)理、影響因素等仍不明確。有關(guān)畸形波與海洋結(jié)構(gòu)物相互作用如波浪爬升與拍擊力的研究則更少。 本文首先基于傳統(tǒng)的Longuet-Higgins波浪模型，通過調(diào)整波浪的能量分配方式，比較分析模擬畸形波的各種模型：單波列聚焦模型；雙波列聚焦模型；雙波列改進(jìn)模型以及三波列聚焦模型的優(yōu)缺點。同時基于上述各種模型，對計算流體力學(xué)軟件FLUNET進(jìn)行二次開發(fā)，分別在二維和三維數(shù)值波浪水池中模擬畸形波。 然后研究立柱在畸形波作用下的波浪爬升與波浪拍擊力。通過數(shù)值模擬和模型試驗研究兩種方法，研究譜峰周期，波浪峰值，聚焦位置和水深等因素對波浪爬升與拍擊力影響。此外分析各種波浪爬升和拍擊力的經(jīng)驗公式，找出預(yù)測畸形波作用下波浪爬升與拍擊力的有效方法。 最后，針對一座工作水深為500m的半潛式海洋平臺，運用時域耦合分析方法，計算其在畸形波作用下的運動響應(yīng)。通過比較平臺在兩種不同形式畸形波作用下的運動響應(yīng)，了解不同形式的畸形波浪對平臺運動的影響。同時通過分析畸形波的參數(shù)（如：聚焦位置，，譜峰周期，波浪峰值）對平臺運動幅值的影響，確定平臺運動響應(yīng)對畸形波參數(shù)的敏感性。
【關(guān)鍵詞】：畸形波 立柱 數(shù)值水池 拍擊力 波浪爬升 半潛平臺
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：U661.1;TV139.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究的目的和意義10
• 1.2 畸形波研究綜述10-17
• 1.2.1 畸形波記錄11-13
• 1.2.2 畸形波定義13-14
• 1.2.3 畸形波形成機(jī)理14-15
• 1.2.4 畸形波的物理模擬15-16
• 1.2.5 畸形波的數(shù)值模擬16-17
• 1.2.6 畸形波與海洋結(jié)構(gòu)物的相互作用17
• 1.3 本文主要內(nèi)容及創(chuàng)新點17-19
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容17-18
• 1.3.2 創(chuàng)新點18-19
• 第二章 畸形波模擬的理論基礎(chǔ)19-28
• 2.1 隨機(jī)波浪的模擬19-20
• 2.2 模擬畸形波的理論模型20-27
• 2.2.1 部分組成波疊加模型20-22
• 2.2.2 雙波列疊加模型22-24
• 2.2.3 雙波列疊加改進(jìn)模型24-25
• 2.2.4 三波列疊加模型模擬畸形波25-27
• 2.3 結(jié)論與討論27-28
• 第三章 畸形波的數(shù)值模擬28-47
• 3.1 計算的數(shù)學(xué)模型28-33
• 3.1.1 控制方程28-29
• 3.1.2 方程的離散29-32
• 3.1.3 流場計算的 PISO 算法32-33
• 3.2 數(shù)值波浪水池33-35
• 3.2.1 造波33
• 3.2.2 消波33-35
• 3.3 畸形波的二維數(shù)值模擬35-44
• 3.3.1 幾何模型35-36
• 3.3.2 邊界條件及求解36
• 3.3.3 畸形波數(shù)值模擬36-44
• 3.4 畸形波的三維數(shù)值模擬44-45
• 3.4.1 幾何模型44
• 3.4.2 邊界條件及求解44
• 3.4.3 計算結(jié)果與分析44-45
• 3.5 結(jié)論與討論45-47
• 第四章 畸形波作用下波浪爬升與拍擊力的模型試驗研究47-63
• 4.1 概述47-48
• 4.2 畸形波作用下波浪爬升與拍擊力研究進(jìn)展48-50
• 4.2.1 畸形波作用下的波浪拍擊力的研究48-49
• 4.2.2 畸形波作用下的波浪爬升研究進(jìn)展49-50
• 4.3 模型實驗研究50-54
• 4.3.1 坐標(biāo)系50-51
• 4.3.2 模型制作與校驗51-53
• 4.3.3 海洋條件模擬53-54
• 4.4 試驗測試內(nèi)容及儀器54
• 4.5 結(jié)果與分析54-62
• 4.5.1 波浪爬升的試驗結(jié)果54-58
• 4.5.2 波浪拍擊力的試驗結(jié)果58-60
• 4.5.3 不同類型波浪作用下波浪爬升與拍擊力的對比60-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 第五章 畸形波作用下的波浪爬升與拍擊力的數(shù)值模擬研究63-75
• 5.1 深水畸形波作用下波浪爬升的二維數(shù)值模擬63-65
• 5.2 深水畸形波作用下波浪爬升和拍擊力的三維數(shù)值模擬65-68
• 5.3 淺水畸形波作用下波浪爬升的二維數(shù)值模擬68-70
• 5.4 淺水畸形波作用下波浪爬升與拍擊力的三維數(shù)值模擬70-72
• 5.5 數(shù)值模擬與模型試驗結(jié)果的對比72-74
• 5.6 本章小結(jié)74-75
• 第六章 畸形波作用下半潛平臺運動響應(yīng)的時域模擬75-85
• 6.1 概述75
• 6.2 時域耦合運動方程75-76
• 6.3 半潛平臺及其系泊系統(tǒng)概述76-77
• 6.4 半潛平臺運動受力結(jié)果及分析77-80
• 6.5 極限波浪的參數(shù)對平臺運動響應(yīng)80-84
• 6.5.1 聚焦位置對平臺運動的影響80-81
• 6.5.2 波峰值對平臺運動的影響81-82
• 6.5.3 “鄰波”波高對平臺運動的影響82-83
• 6.5.4 譜峰周期對平臺運動的影響83-84
• 6.6 結(jié)論與討論84-85
• 第七章 總結(jié)與展望85-87
• 7.1 主要研究工作總結(jié)及結(jié)論85-86
• 7.2 進(jìn)一步研究工作與展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-92
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文92-93
• 致謝93

【參考文獻(xiàn)】

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3 梁修鋒;楊建民;李欣;于洋;;FPSO甲板上浪的數(shù)值模擬[J];水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯;2007年02期

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：畸形波的數(shù)值模擬及其與海洋結(jié)構(gòu)物相互作用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：277031