本文關(guān)鍵詞：波浪作用下多浮體系統(tǒng)的動力響應(yīng)特性研究

  更多相關(guān)文章： 多浮體系統(tǒng) 二階波浪力 近場干涉 超大浮體 水彈性

【摘要】：諸如FPSO油氣外輸、柱群結(jié)構(gòu)和超大浮體等各類形式的多浮體系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于船舶和海洋工程領(lǐng)域。多浮體系統(tǒng)各模塊間由于存在結(jié)構(gòu)和水動力上的耦合作用，，其動力學(xué)響應(yīng)明顯區(qū)別于單浮體系統(tǒng)。 對于尺寸小、模塊數(shù)少的弱連接多浮體系統(tǒng)，一般可利用多剛體動力學(xué)進行求解，其中波浪載荷由勢流理論獲得。本文首先就兩Wigley船組成的并靠系統(tǒng)，對錨泊系統(tǒng)和動力定位系統(tǒng)設(shè)計中關(guān)心的二階波浪力問題進行研究。通過對比固定模型和自由模型結(jié)果，分析了船體遮蔽效應(yīng)和輻射現(xiàn)象對二階波浪力的顯著影響。針對兩船若干距離時流域壓力場分布和二階波浪力峰值的周期振蕩規(guī)律，指出兩船并靠系統(tǒng)中的近場干涉現(xiàn)象，并給出了近場干涉發(fā)生的波浪頻率、間距差和頻率前移的一般規(guī)律。通過統(tǒng)計值對比，證實了Newman近似適用于兩船并靠系統(tǒng)。針對彈簧連接的兩方箱結(jié)構(gòu)，本文通過調(diào)整系統(tǒng)剛度矩陣的方法，發(fā)現(xiàn)彈簧的剛度和位置會影響其水動力性能。當彈簧剛度滿足特定條件時，上述系統(tǒng)在波頻力的作用下會發(fā)生系統(tǒng)共振現(xiàn)象。 對于尺寸大、模塊數(shù)多的強連接多浮體系統(tǒng)，一般可采用水彈性力學(xué)進行求解，其中波浪載荷考慮浮體變形影響。本文提出可以用多段梁模型模擬超大浮體的主體結(jié)構(gòu)和彈性連接件，簡化超大浮體的水彈性響應(yīng)計算。探討了垂向剛體位移、垂向彈性變形和垂向總位移隨入射波頻率、浪向角和連接件剛度的變化規(guī)律，闡明了不同海況下剛體位移和彈性變形的主次關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)了彈性變形幅值達到最大值時對應(yīng)的波長與浮體長度的定量關(guān)系。通過設(shè)定不同剛度連接件，發(fā)現(xiàn)剛度的變化對垂向位移和橫截面彎矩有顯著影響。
【關(guān)鍵詞】：多浮體系統(tǒng) 二階波浪力 近場干涉 超大浮體 水彈性
【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】：2014
【分類號】：U674.38;U661
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 第1章 緒論14-26
• 1.1 本文研究背景14-15
• 1.2 常見多浮體系統(tǒng)介紹15-23
• 1.2.1 FPSO 油氣外輸系統(tǒng)15-18
• 1.2.2 多立柱海洋平臺18-20
• 1.2.3 超大浮體20-23
• 1.3 波浪中多浮體系統(tǒng)水動力研究方法簡介23-24
• 1.4 本文的創(chuàng)新點及主要工作24-26
• 第2章 基本理論26-40
• 2.1 多浮體耦合水動力頻域勢流理論26-35
• 2.1.1 坐標系定義26-27
• 2.1.2 繞射輻射問題27-29
• 2.1.3 頻域分析方法29-30
• 2.1.4 一階線性運動方程30-31
• 2.1.5 二階波浪力31-35
• 2.2 頻域三維線性水彈性理論35-40
• 2.2.1 彈性結(jié)構(gòu)動力學(xué)方程35-37
• 2.2.2 波浪速度勢的分解37-38
• 2.2.3 波浪力求解38-40
• 第3章 并靠兩船的二階波浪力特性研究40-57
• 3.1 引言40-41
• 3.2 計算方法和模型介紹41-46
• 3.2.1 近場積分法可靠性驗證41-44
• 3.2.2 兩船并靠模型介紹44
• 3.2.3 網(wǎng)格測試44-46
• 3.3 順浪中二階波浪力特性研究46-52
• 3.3.1 順浪中的平均二階縱蕩波浪力46-47
• 3.3.2 順浪中的平均二階橫蕩波浪力47-52
• 3.3.3 順浪中的平均二階艏搖波浪力矩52
• 3.4 Newman 近似估計二階慢漂力52-55
• 3.4.1 單船 Newman 近似的適用性52-54
• 3.4.2 兩船系統(tǒng) Newman 近似的適用性54-55
• 3.5 本章小結(jié)55-57
• 第4章 橫浪作用下并靠兩船的近場干涉現(xiàn)象57-81
• 4.1 引言57
• 4.2 阻尼因子模型57-63
• 4.2.1 阻尼因子模型的修正方法57-58
• 4.2.2 阻尼因子模型對波面升高的影響58-60
• 4.2.3 阻尼因子模型對二階波浪力的影響60-63
• 4.3 橫浪中二階波浪力特性研究63-70
• 4.3.1 橫浪中單船受力特性63-65
• 4.3.2 橫浪中雙船受力特性65-70
• 4.4 自由模型中的近場干涉現(xiàn)象70-75
• 4.4.1 發(fā)生近場干涉的條件70-72
• 4.4.2 自由模型發(fā)生近場干涉的最小頻率72-74
• 4.4.3 自由模型發(fā)生近場干涉的間距差74-75
• 4.5 固定模型的影響75-79
• 4.5.1 固定模式下單船受力特性75-76
• 4.5.2 固定模式下兩船受力特性76-77
• 4.5.3 固定模式下近場干涉現(xiàn)象77-79
• 4.6 本章小結(jié)79-81
• 第5章 帶連接件的多浮體結(jié)構(gòu)的水動力特性81-91
• 5.1 引言81
• 5.2 計算方法和模型介紹81-84
• 5.3 彈簧剛度的影響84-87
• 5.3.1 浮體運動響應(yīng)84-86
• 5.3.2 連接件受力86-87
• 5.4 彈簧位置的影響87-89
• 5.4.1 浮體運動響應(yīng)87-88
• 5.4.2 連接件受力88-89
• 5.5 本章小結(jié)89-91
• 第6章 超大浮體的多段梁模型特性研究91-113
• 6.1 引言91-92
• 6.2 計算方法和模型介紹92-95
• 6.2.1 多段梁模型簡介92-93
• 6.2.2 數(shù)值計算流程93
• 6.2.3 多段梁模型可靠性驗證93-94
• 6.2.4 本文計算模型主要參數(shù)94-95
• 6.3 結(jié)構(gòu)干模態(tài)分析95-96
• 6.4 浮體垂向位移96-110
• 6.4.1 波長對垂向位移的影響96-100
• 6.4.2 浪向?qū)Υ瓜蛭灰频挠绊?/span>100-106
• 6.4.3 連接件剛度對垂向位移的影響106-110
• 6.5 浮體垂向彎矩110-111
• 6.6 本章小結(jié)111-113
• 第7章 總結(jié)與展望113-115
• 7.1 全文總結(jié)113-114
• 7.2 研究展望114-115
• 參考文獻115-120
• 致謝120-121
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表（或錄用）的學(xué)術(shù)論文121-122
• 在學(xué)期間科研成果、獲獎及專利情況122

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：805534