基于粘流軟件FINE/marine對(duì)半潛式平臺(tái)進(jìn)行波浪爬升數(shù)值模擬,通過(guò)數(shù)值計(jì)算對(duì)比2種模式下立柱迎浪面以及立柱一周的波浪爬升規(guī)律,討論波陡參數(shù)和散射參數(shù)對(duì)立柱波浪爬升的影響以及波浪各頻譜成分對(duì)波浪爬升的影響。結(jié)果表明,平臺(tái)模式對(duì)于立柱波浪爬升產(chǎn)生一定的影響。當(dāng)波陡參數(shù)和散射參數(shù)較大時(shí),波浪爬升效應(yīng)非常顯著;波浪經(jīng)過(guò)立柱時(shí),非線性特征愈發(fā)明顯,波浪高頻成分導(dǎo)致的波浪爬升比重不斷增加。 

【文章來(lái)源】：艦船科學(xué)技術(shù). 2020,42(09)北大核心

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【部分圖文】：

觀測(cè)點(diǎn)布置示意圖Fig.1Observationpointarrangementdiagram

柱的反射波在前立柱的背浪面處產(chǎn)生波浪疊加現(xiàn)象，形成波峰。入射角不同時(shí)，波浪入射角β=0°下波浪爬升效應(yīng)最為劇烈。入射波波高一定，隨著周期增大，立柱周?chē)ɡ伺郎兓融呌谄骄�。�?dāng)平臺(tái)處于不同模式時(shí)，立柱周?chē)牟ɡ伺郎嗖钶^為明顯，原因在于系泊模式下平臺(tái)隨水體運(yùn)動(dòng)，減弱波浪爬升能力。當(dāng)入射角β=45°時(shí)，立柱周?chē)牟ɡ伺郎厔?shì)波動(dòng)較為復(fù)雜，這是由于此時(shí)的近場(chǎng)干涉效應(yīng)嚴(yán)重，從而影響立柱周?chē)牟娣植肌?.3波浪散射與爬升特性研究為便于分析立柱的波浪爬升規(guī)律，引入波陡參數(shù)圖5兩種模式下前立柱迎浪面波浪爬升變化Fig.5Changeofwaverun-uponthefrontcolumnundertwomodes圖6兩種模式下立柱一周波浪爬升變化曲線Fig.6Waverun-upcurvesaroundcolumnsundertwomodes·156·艦船科學(xué)技術(shù)第42卷

取7個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，距離立柱近壁面距離為0.00625R。入射波為規(guī)則波，相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表2。在計(jì)算域的遠(yuǎn)場(chǎng)處設(shè)立一個(gè)遠(yuǎn)場(chǎng)觀測(cè)點(diǎn)，以檢驗(yàn)入射波是否為所設(shè)定規(guī)則波，如圖2所示。數(shù)值計(jì)算中平臺(tái)設(shè)定為固定模式與系泊模式，運(yùn)用HEXPRESS模塊對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，運(yùn)用軟件內(nèi)部網(wǎng)格品質(zhì)檢查功能檢查網(wǎng)格質(zhì)量顯示良好，計(jì)算域整體網(wǎng)格劃分如圖3所示，平臺(tái)有限元網(wǎng)格劃分如圖4所示。3波浪爬升特性研究3.1前立柱迎浪面波浪爬升規(guī)律一般對(duì)于波浪爬升現(xiàn)象的研究，為方便分析波浪爬升的特性，通常采用無(wú)量綱參數(shù)對(duì)其進(jìn)行分析對(duì)比。本文定義Ar/（H/2）為波浪爬升無(wú)因次量，即波浪爬升高度與波幅的比值，其中Ar為波浪爬升高度，H為入射波的波高。圖5給出半潛式平臺(tái)在固定模式和系泊模式下前立柱迎浪面的波浪爬升在不同計(jì)算工況下的變化圖。從圖中可以看出，固定模式和系泊模式下半潛式平臺(tái)前立柱迎浪面的波浪爬升變化規(guī)律一致，即立柱迎浪表2計(jì)算工況Tab.2CalculationconditionH/mT/sKA入射角度β/（°）KR5.06.00.27800.408450.247900.3367.00.20400.150450.091900.1238.00.15600.115450.070900.0956.06.00.33300.408450.247900.3367.00.24500.150450.091900.1238.00.18800.115450.070900.095圖1觀測(cè)點(diǎn)布置示意圖Fig.1Observationpointarrangementdiagram圖2遠(yuǎn)場(chǎng)規(guī)則波時(shí)歷曲線Fig.2Far-fieldregularwavetimehistorycurve圖3計(jì)算域整體網(wǎng)格示意圖Fig.3Computationaldomainoverallgriddiagram圖4平臺(tái)網(wǎng)格劃分Fig.4Platformmeshing第42卷劉亞秋，等：半潛式平臺(tái)立柱波浪爬升特性研究·155·

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]波浪爬升的機(jī)理性探索和半潛式平臺(tái)氣隙響應(yīng)的關(guān)鍵特性研究[D]. 單鐵兵.上海交通大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3369805