隨著世界石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,海洋石油的開采范圍逐步擴展至深海海域。在深海中,海洋結(jié)構(gòu)物將面臨更加復雜惡劣的海洋環(huán)境,海洋內(nèi)孤立波便是其中之一。內(nèi)孤立波具有振幅大、作用時間長等特點,因此在一定條件下會給深海工程帶來嚴峻的威脅。由于大振幅內(nèi)孤立波具有強非線性,而且其與大長徑比的細長柔性立管的相互作用也是強非線性的。因此,本文采用數(shù)值水槽來研究該問題,是一種更為直接的方法。 本文在總結(jié)回顧國內(nèi)外有關(guān)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對內(nèi)孤立波與深海立管的相互作用問題開展了如下幾個方面的研究工作: 在第三章中,基于內(nèi)孤立波的全非線性MCC理論,建立了二維內(nèi)孤立波數(shù)值水槽,實現(xiàn)了內(nèi)孤立波可控數(shù)值造波模擬,并結(jié)合海綿阻尼層法和開渠邊界法實現(xiàn)了內(nèi)孤立波的消波模擬。 在第四章中,建立了大振幅內(nèi)孤立波的三維數(shù)值水槽,所得內(nèi)孤立波振幅達到了較高的精度。 在第五章中,利用三維內(nèi)孤立波水槽,研究了大振幅內(nèi)孤立波與大長徑比深海立管相互作用時的流場特性及立管的時歷載荷特性。 在第六章中,根據(jù)內(nèi)孤立波作用于立管的時歷載荷,利用有限元軟件,采用法瞬態(tài)動力學分析方法,得到了立管在內(nèi)孤立波作用下的動力響應(yīng)特性。... 

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 內(nèi)孤立波的研究與進展
    1.3 本論文的研究內(nèi)容
    1.4 本論文的研究意義及創(chuàng)新點
        1.4.1 論文的主要研究意義
        1.4.2 論文的主要創(chuàng)新點
第二章 內(nèi)孤立波數(shù)值水槽
    2.1 內(nèi)孤立波MCC、KdV、mKdV 理論模型
    2.2 數(shù)值造波方法
    2.3 數(shù)值消波方法
    2.4 流場數(shù)值模擬方法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 二維內(nèi)孤立波數(shù)值水槽
    3.1 數(shù)值模型
    3.2 數(shù)值造波結(jié)果分析
    3.3 內(nèi)孤立波可控造波模擬
    3.4 內(nèi)孤立波誘導速度場分析
    3.5 內(nèi)孤立波數(shù)值消波模擬
    3.6 本章小結(jié)
第四章 三維內(nèi)孤立波數(shù)值水槽
    4.1 二維簡化數(shù)值模型
    4.2 二維數(shù)值造波擬合
    4.3 三維數(shù)值水槽修正
    4.4 三維內(nèi)孤立波流場特性分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 內(nèi)孤立波與立管相互作用數(shù)值模擬
    5.1 數(shù)值模型
    5.2 數(shù)值結(jié)果
        5.2.1 速度場分布
        5.2.2 渦量場分布
        5.2.3 立管表面壓力及剪切力
        5.2.4 立管載荷時歷特性
    5.3 本章小結(jié)
第六章 立管動力特性數(shù)值模擬分析
    6.1 瞬態(tài)動力分析原理
        6.1.1 大變形效應(yīng)
        6.1.2 瞬態(tài)動力學分析方法
    6.2 立管有限元動力分析過程
        6.2.1 數(shù)值模型
        6.2.2 計算過程
    6.3 數(shù)值結(jié)果
        6.3.1 立管變形時歷特性
        6.3.2 立管應(yīng)力分布特性
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 主要研究工作總結(jié)及結(jié)論
    7.2 進一步工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表或錄用的論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]內(nèi)孤立波與深海立管相互作用數(shù)值模擬[J]. 劉碧濤,李巍,尤云祥,曲衍,范模.  海洋工程. 2011(04)
[2]海洋內(nèi)孤立波中張力腿平臺的水動力特性[J]. 尤云祥,李巍,時忠民,曲衍,肖越.  上海交通大學學報. 2010(01)
[3]基于FLUENT的海洋內(nèi)孤立波數(shù)值水槽模擬[J]. 陳鈺,朱良生.  海洋技術(shù). 2009(04)
[4]兩層流體中內(nèi)孤立波與潛體相互作用數(shù)值模擬[J]. 付東明,尤云祥,李巍.  海洋工程. 2009(03)
[5]線性連續(xù)分層流體中水波與截斷圓柱浮體的相互作用[J]. 尤云祥,徐杰,魏崗,常煜,張軍,趙峰.  船舶力學. 2007(05)
[6]分層流體中內(nèi)孤立波在潛浮式豎直薄板上透射和反射[J]. 魏崗,尤云祥,繆國平,蘇曉冰.  海洋工程. 2007(01)
[7]分層流體中內(nèi)孤立波在臺階上的反射和透射[J]. 魏崗,尤云祥,繆國平,秦學明.  力學學報. 2007(01)
[8]基于動量源方法的黏性流數(shù)值波浪水槽[J]. 李凌,林兆偉,尤云祥,繆國平.  水動力學研究與進展A輯. 2007(01)
[9]內(nèi)孤立波的研究與數(shù)值模型[J]. 孫麗,杜濤,李群.  海洋湖沼通報. 2006(04)
[10]波浪對船剖面作用的時域計算模型[J]. 王大國,冮冮冮,洪林.  遼寧工程技術(shù)大學學報. 2006(05)

博士論文
[1]斜向和多向不規(guī)則波對直立堤作用的研究[D]. 李本霞.大連理工大學 2003

碩士論文
[1]內(nèi)孤立波與深海立管相互作用數(shù)值模擬研究[D]. 劉碧濤.上海交通大學 2011
[2]內(nèi)孤立波與深海半潛式平臺及立管相互作用數(shù)值模擬研究[D]. 周小龍.上海交通大學 2010
[3]南海東北部深水海域大振幅內(nèi)孤立波的數(shù)值模擬和SAR遙感仿真研究[D]. 石新剛.中國海洋大學 2009
[4]基于VOF方法的不規(guī)則波阻尼消波研究[D]. 韓朋.大連理工大學 2009
[5]孤立波與浮式結(jié)構(gòu)物相互作用的粘性流數(shù)值模擬研究[D]. 宋帥.上海交通大學 2008
[6]基于FLUENT的二維數(shù)值波浪水槽研究[D]. 李勝忠.哈爾濱工業(yè)大學 2006
[7]大尺度深水立管非線性振動特性研究[D]. 李凌.天津大學 2004
[8]利用合成孔徑雷達研究海洋內(nèi)波[D]. 李海艷.中國海洋大學 2004



本文編號：3703935