發(fā)布時間：2019-06-08 13:11

【摘要】：浮體與系泊系統(tǒng)的耦合動力分析對各種新型海洋平臺和海洋結構物的應用具有重要意義。在浮體和系泊系統(tǒng)的時域耦合分析中,研究并提出了一種預報浮體和系泊系統(tǒng)非線性運動響應和纜索張力的分析技術�？紤]瞬時物面變化引起的各種非線性因素,在時域內(nèi)建立浮體的非線性運動方程并求解,其中,入射波力和靜恢復力按瞬時物面條件計算,輻射力和繞射力按浮體在瞬時平均濕表面為平衡位置做簡諧振蕩運動來計算;考慮系泊纜索受到的非線性流體動力及大位移,采用三維彈性梁理論將纜索模型化,把纜索看作是等拉伸、等彎曲剛度的細長結構,并采用非線性有限元法對纜索的運動方程進行求解;將浮體的分析方法和系泊纜索的分析方法結合,建立了浮體和系泊系統(tǒng)非線性運動響應和纜索張力的耦合計算方法;對纜索,使用高階單元,只需要較少的單元就可以得到收斂解;對耦合動力分析方程,采用隱式、顯式混合的數(shù)值格式,最終將方程化為顯式格式進行求解,并且合理排列和控制求解次序,這樣大大提高了計算效率。對系泊浮體的固有周期、各種工況下大幅非線性運動、纜索張力等進行了計算,并進行對比研究,可以看出,該文的方法既適用于纜索小變形條件下,也適用于纜索大變形條件下浮體與系泊系統(tǒng)的耦合動力分析。
[Abstract]:The coupling dynamic analysis of floating body and mooring system is of great significance to the application of various new offshore platforms and structures. In the time domain coupling analysis of floating body and mooring system, an analytical technique for predicting nonlinear motion response and cable tension of floating body and mooring system is studied and proposed. Considering all kinds of nonlinear factors caused by the change of instantaneous object surface, the nonlinear equations of motion of floating body are established and solved in time domain, in which the incident wave force and static recovery force are calculated according to the instantaneous object surface condition. The radiation force and diffraction force are calculated according to the harmonic oscillatory motion of the floating body for the equilibrium position on the instantaneous average wet surface. Considering the nonlinear hydrodynamic force and large displacement of mooring cable, the cable is modeled by three-dimensional elastic beam theory, and the cable is regarded as a slender structure with equal tensile and equal bending stiffness. The nonlinear finite element method is used to solve the motion equation of the cable. Combining the analysis method of floating body with the analysis method of mooring cable, the coupling calculation method of nonlinear motion response and cable tension between floating body and mooring system is established. For cables, using high-order elements, only a few elements can be used to obtain the convergence solution. For the coupled dynamic analysis equation, the implicit and explicit mixed numerical scheme is adopted, and the equation is finally solved into an explicit scheme, and the order of solution is arranged and controlled reasonably, which greatly improves the computational efficiency. The inherent period of mooring floating body, large nonlinear motion under various working conditions, cable tension and so on are calculated, and it can be seen that the method in this paper is not only suitable for the condition of small deformation of cable, but also suitable for the condition of small deformation of cable. It is also suitable for coupling dynamic analysis of floating body and mooring system under large deformation of cable.
【作者單位】： 海軍工程大學艦船工程系;
【分類號】：U653.2;U661

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本文編號：2495305