【摘要】：海洋工程中大尺度立柱是一種典型的結構形式,是構成多種海洋平臺的主要構件。出于建造、內部布置等方面考慮,除了圓形截面外,多邊形或帶倒角多邊形截面立柱也是工程常見的立柱形式。大尺度立柱波浪載荷,工程中通�；趧萘骼碚撻_展分析。除了圓柱形有現(xiàn)成的解析解外,對其他截面形狀的立柱目前常規(guī)做法是通過邊界元離散后求解。雖然從理論成熟度與精度而言邊界元法已經(jīng)滿足海工行業(yè)需求,但對篩選階段有大量待選方案需要計算的情況,邊界元方法顯然不能夠適應項目進度需求,有必要采取其它更為高效且準確的載荷計算理論與方法。同時,“波-柱”互動問題作為典型的數(shù)學物理模型,在眾多學科均有應用,深入研究其數(shù)學基礎,有助于理解“波-柱”相互作用的物理特征。故系統(tǒng)研究任意截面立柱波浪載荷解析解的可行性與數(shù)學基礎成了本論文研究的重點與方向。論文圍繞波浪中立柱的速度勢求解開展研究,通過應用保角變換,將現(xiàn)有的圓柱解析法擴展到任意截面立柱。系統(tǒng)地推導出了適用于任意截面的擴展Bessel方程,使得經(jīng)典Bessel方程成為該方程的一個特例。并就解的形式、適用條件進行了分類研究,對分析結果進行計算驗證,確認了基于保角變換的解析法與邊界元法結果基本一致,支持了論文提出理論的可行性與可靠性。論文詳細研究了任意截面座底式立柱的波浪繞射問題,并結合漂浮圓柱的解析方法,將本文提出的解析法應用于漂浮立柱,同樣獲得了和邊界元方法基本一致的結果,擴展了本文所提理論的應用范圍。本文所提出的解析方法作為“波-柱”互動理論的基礎數(shù)學方法,除應用于立柱水動力分析外,作為共性的基礎性理論,也可供巖土、電磁場、聲學等其他領域參考,有助于從理論上理解“波-柱”互動的物理特征。
【圖文】：

圓截面立柱張力腿平臺

中國艦船研究院博士學位論文海洋工程中立柱是一種典型的結構形式，是構成多種海洋平臺（結構物）的主要構于建造、內部布置等工程實用方面考慮，，除了圓形截面外，多邊形或帶倒角多邊形柱也是工程常見的立柱形式[10]。相關類型的平臺見下列圖片。
【學位授予單位】：中國艦船研究院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O353.2

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本文編號：2529290