【摘要】：超大型海上浮式結(jié)構(gòu)物(VLFS)的研究工作已經(jīng)得到國內(nèi)外的高度關(guān)注,但迄今為止人們對(duì)超大浮體的認(rèn)識(shí)還不夠明確。超大浮體的定義,外海波浪、水流、風(fēng)、冰等動(dòng)力要素獨(dú)立或聯(lián)合作用下超大浮體的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律與結(jié)構(gòu)物尺度的關(guān)系等系列問題遠(yuǎn)未解決。能夠準(zhǔn)確地預(yù)測VLFS環(huán)境載荷、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律,明確VLFS與常規(guī)浮體水動(dòng)力特征的異同,對(duì)超大型浮式結(jié)構(gòu)物的實(shí)際應(yīng)用具有重要的基礎(chǔ)性意義。基于物理模型試驗(yàn),對(duì)剛性薄板在波浪場中的動(dòng)力響應(yīng)問題展開研究。測量并觀察了規(guī)則波及不規(guī)則波作用下,在約束條件下,剛性薄板的運(yùn)動(dòng)特性和受力特性以及板后波浪域情況,分析了薄板相對(duì)尺度、相對(duì)波高和相對(duì)水深等對(duì)薄板系泊力、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)、板后波高分布以及板底點(diǎn)壓力分布的影響,并對(duì)規(guī)則波與不規(guī)則波況下的變化規(guī)律進(jìn)行了對(duì)比分析。試驗(yàn)之結(jié)果表明:就系泊大型薄板的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)而言:縱移、升沉、橫搖與縱搖四個(gè)運(yùn)動(dòng)分量為大型薄板的主要運(yùn)動(dòng)分量。另外兩個(gè)運(yùn)動(dòng)分量很小。不規(guī)則波作用時(shí),所有運(yùn)動(dòng)分量均以低頻(低于波頻)運(yùn)動(dòng)為主,升沉運(yùn)動(dòng)分量含有波頻成分。大型薄板的運(yùn)動(dòng)分量隨相對(duì)板長的增大而減小。運(yùn)動(dòng)分量達(dá)到定值對(duì)應(yīng)的相對(duì)板長,與相對(duì)水深有關(guān)。從大型浮體運(yùn)動(dòng)響應(yīng)角度,可以近似認(rèn)為,長寬比為4:1的剛性板,不規(guī)則波作用時(shí),相對(duì)水深d/B=0.06~0.08條件下,相對(duì)板長B/L≥7時(shí),可視為超大浮體。試驗(yàn)范圍內(nèi),大型薄板的運(yùn)動(dòng)量與波高幾乎呈線性相關(guān)。就系泊大型薄板的系泊張力而言:試驗(yàn)范圍內(nèi),系泊力均隨相對(duì)板長B/L的增大而減小。系泊纜繩張力達(dá)到定值對(duì)應(yīng)的相對(duì)板長,與相對(duì)水深有關(guān)。從大型薄板系泊力角度給出超大型浮體的定義時(shí),應(yīng)考慮相對(duì)水深因素。長寬比為4:1的剛性板,不規(guī)則波作用時(shí),相對(duì)水深d/B=0.06~0.08條件下,可以近似認(rèn)為當(dāng)剛性薄板尺度達(dá)到7倍波長L,則可稱為超大型浮體。試驗(yàn)范圍內(nèi)系泊力與相對(duì)波高幾乎呈線性相關(guān)。就大型薄板底板上的壓力而言:無論是薄板中心線還是薄板順浪方向的邊緣線上的點(diǎn)壓力分布自板首至板尾,均呈遞減趨勢。從板底點(diǎn)壓力角度給出超大浮體的動(dòng)力學(xué)定義,長寬比為4:1的剛性板,不規(guī)則波作用時(shí),相對(duì)水深d/B=0.06條件下,可以近似認(rèn)為當(dāng)剛性薄板尺度達(dá)到5倍波長L,則可稱為超大型浮體。試驗(yàn)范圍內(nèi)板底壓力與相對(duì)波高幾乎呈線性相關(guān)。就板后波高分布而言:板后各點(diǎn)的比波高當(dāng)B/L3時(shí),隨著相對(duì)板長的增大而減小,當(dāng)B/L≥3后,試驗(yàn)范圍內(nèi)的比波高趨于穩(wěn)定。當(dāng)相對(duì)板長B L減小至1附近時(shí),薄板的消浪能力顯著減弱。綜上所述,從大型薄板動(dòng)力響應(yīng)角度給出超大浮體的動(dòng)力學(xué)定義,長寬比為4:1的剛性板,不規(guī)則波作用時(shí),相對(duì)水深d/B=0.06~0.08條件下,可以近似認(rèn)為當(dāng)剛性薄板尺度達(dá)到7倍波長L,則可稱為超大型浮體。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P731.22;P75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2717421