本文基于三維勢流理論,采用高階邊界元方法,在頻域內(nèi)建立了鉸接情況下以任意形式布置的多浮體陣列水動力求解模型,并結(jié)合存儲量小、計算效率快的快速多極子算法,對多浮體陣列的運動響應(yīng)進行了數(shù)值計算。本文將海浪或光能發(fā)電裝置、海上浮動平臺等復(fù)雜的海上浮式工程結(jié)構(gòu)看做由鉸連接的多個剛體組成的多浮體陣列系統(tǒng),建立了任意形狀鉸接多浮體陣列系統(tǒng)的運動響應(yīng)方程和水動力模型。區(qū)別于單體水動力計算,多浮體陣列系統(tǒng)的計算除了要考慮波浪與浮體間的耦合,還需要考慮浮體之間的耦合問題對整體系統(tǒng)的影響。本文由基于快速多極子技術(shù)的邊界元方法來解決多浮體水動力耦合中巨大的計算量和存儲量問題,建立陣列剛體運動方程求解運動響應(yīng)。不局限于首尾連接的線性排列系統(tǒng),多浮體陣列對浮體尺寸和數(shù)量沒有限制,連接裝置的布置也可以更加復(fù)雜。由于剛體數(shù)量不限,需要統(tǒng)一系統(tǒng)的坐標(biāo)系,將已知單體運動方程轉(zhuǎn)化為在整體坐標(biāo)系下的陣列運動方程。通過物體在鉸接點處位移連續(xù)、轉(zhuǎn)角相等等約束條件以及對物體進行受力分析,本文詳細(xì)推導(dǎo)了不同鉸接情況下的約束矩陣,建立了任意形式布置的鉸接多浮體陣列的水動力分析模型。本文在多浮體水動力計算程序WAFDUT的基礎(chǔ)上開發(fā)了...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 波浪與多浮體相互作用的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文工作
2 規(guī)則波與多浮體陣列系統(tǒng)相互作用的數(shù)學(xué)模型
    2.1 基本假定和坐標(biāo)系的定義
    2.2 控制方程和邊界條件
    2.3 物面條件和速度勢
    2.4 邊界積分方程
    2.5 快速多極子方法的應(yīng)用
    2.6 相互聯(lián)系多浮體系統(tǒng)運動方程的建立
        2.6.1 不同坐標(biāo)系下的矩陣轉(zhuǎn)換
        2.6.2 各類鉸接情況下的約束矩陣
    2.7 本章小結(jié)
3 數(shù)值模型驗證
    3.1 兩相連方箱的數(shù)值模型驗證
        3.1.1 剛接和鉸接情況下的運動響應(yīng)
        3.1.2 五方箱鉸接情況下的約束矩陣
    3.2 本章小結(jié)
4 波浪與多浮體系統(tǒng)相互作用的影響因素分析
    4.1 水深對多浮體系統(tǒng)運動響應(yīng)的影響
    4.2 陣列布置對多浮體系統(tǒng)運動響應(yīng)的影響
    4.3 浮體間距對多浮體系統(tǒng)運動響應(yīng)的影響
    4.4 波浪入射方向?qū)Χ喔◇w系統(tǒng)運動響應(yīng)的影響
    4.5 浮體個數(shù)對多浮體系統(tǒng)運動響應(yīng)的影響
    4.6 連接方式對多浮體系統(tǒng)運動響應(yīng)的影響
        4.6.1 剛接和單向鉸連接的對比
        4.6.2 單個鉸連接和兩個鉸連接的對比
        4.6.3 單向鉸與球鉸連接的對比
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3782674