本文關(guān)鍵詞：超大型浮體水彈性響應(yīng)數(shù)值分析與試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 超大型浮體 勢流理論 水彈性理論 特征函數(shù)展開法 模型試驗(yàn)

【摘要】：21世紀(jì)是海洋的世紀(jì),浩瀚的海洋蘊(yùn)含著豐富的海洋資源,近年來,隨著海洋科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,海洋開發(fā)已經(jīng)覆蓋到海洋石油油氣工業(yè)、海洋化學(xué)工業(yè)新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。如何高效的利用海洋資源,加快海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展直接關(guān)系到我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,面對(duì)這一形勢,我國有必要加大對(duì)海上超大型浮體的研究與開發(fā)。 超大型浮體的設(shè)計(jì)過程中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是關(guān)于其水動(dòng)力特性的研究,超大型浮體與傳統(tǒng)的海洋結(jié)構(gòu)物不同,傳統(tǒng)的海洋浮式結(jié)構(gòu)物都是被看做為剛體,采用剛體理論研究其水動(dòng)力特性,忽略流場對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,而超大型浮體是一種極為扁平,柔度較大的海洋浮式結(jié)構(gòu)物,其彈性變形是不能被忽略的,浮體的彈性變形甚至比剛體運(yùn)動(dòng)更為重要,超大型浮體與波浪的相互作用是一個(gè)非常復(fù)雜的流固耦合問題,波浪與浮體相互耦合作用,浮體結(jié)構(gòu)的存在改變了流場,同時(shí)流場的變化也導(dǎo)致了浮體結(jié)構(gòu)的彈性變形,因此必須將兩者耦合起來,水彈性理論可以很好地解決這一問題,本文在勢流理論的基礎(chǔ)上采用水彈性理論預(yù)報(bào)超大型浮體的水彈性響應(yīng)。 本文將波浪與超大型浮體的作用系統(tǒng)劃分為三個(gè)區(qū)域,利用流場對(duì)稱的特點(diǎn)采用特征函數(shù)展開法求解對(duì)稱速度勢和反對(duì)稱速度勢,最后得到流場的總速度勢,在薄板理論的基礎(chǔ)上建立超大型浮體的水彈性運(yùn)動(dòng)方程,采用模態(tài)疊加法求解得到超大型浮體的水彈性響應(yīng),本文還開展了超大型浮體水彈性響應(yīng)的物理模型試驗(yàn),采用21個(gè)位移傳感器測得試驗(yàn)結(jié)果,將數(shù)值計(jì)算結(jié)果分別與國外學(xué)者的研究成果和本文的物理模型試驗(yàn)結(jié)果比較,均取得了較好的吻合效果。本文進(jìn)一步討論了水深、波長等環(huán)境參數(shù)對(duì)超大型浮體水彈性響應(yīng)的影響,并比較了水彈性問題中幾種較為常用的模態(tài)函數(shù),為之后的研究提供了參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：超大型浮體 勢流理論 水彈性理論 特征函數(shù)展開法 模型試驗(yàn)
【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】：2014
【分類號(hào)】：U661.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 超大型浮體的研究意義8-10
• 1.2 超大型浮體的研究歷程10-11
• 1.3 超大型浮體的應(yīng)用11-15
• 1.3.1 海上浮橋11-12
• 1.3.2 海上娛樂設(shè)施12-13
• 1.3.3 海上儲(chǔ)油設(shè)施13-14
• 1.3.4 海上浮動(dòng)碼頭14
• 1.3.5 海上漂浮城市14-15
• 1.4 超大型浮體的水動(dòng)力預(yù)報(bào)15-18
• 1.4.1 水彈性理論簡介15-17
• 1.4.2 水彈性分析方法17-18
• 1.5 超大型浮體模型試驗(yàn)簡介18-19
• 1.6 本論文主要研究內(nèi)容19-20
• 2 基本理論20-28
• 2.1 流體基本方程20-21
• 2.2 邊界條件21-23
• 2.3 邊界條件的線性化23-25
• 2.4 求解速度勢25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 3 超大型浮體水彈性頻域分析28-40
• 3.1 基本假設(shè)29
• 3.2 模態(tài)函數(shù)29-32
• 3.3 特征函數(shù)法求解速度勢32-38
• 3.3.1 入射勢求解32-34
• 3.3.2 繞射勢求解34-36
• 3.3.3 輻射勢求解36-38
• 3.4 超大型浮體運(yùn)動(dòng)方程38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 4 超大型浮體水彈性響應(yīng)數(shù)值計(jì)算40-51
• 4.1 程序開發(fā)與驗(yàn)證40-43
• 4.2 超大型浮體的固頻率、廣義質(zhì)量和模態(tài)振型43
• 4.3 廣義波浪激勵(lì)力和廣義水動(dòng)力系數(shù)的計(jì)算43-46
• 4.4 不同環(huán)境因素對(duì)超大型浮體水彈性響應(yīng)的影響46-49
• 4.4.1 水深及波長對(duì)超大型浮體水彈性響應(yīng)的影響46-48
• 4.4.2 其他參數(shù)對(duì)浮體水彈性響應(yīng)的影響48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 5 超大型浮體水彈性模型試驗(yàn)51-66
• 5.1 試驗(yàn)方法52
• 5.2 相似準(zhǔn)則52-54
• 5.2.1 幾何相似52-53
• 5.2.2 水動(dòng)力相似53
• 5.2.3 結(jié)構(gòu)相似53-54
• 5.3 試驗(yàn)布置54-57
• 5.3.1 試驗(yàn)場地介紹54
• 5.3.2 試驗(yàn)儀器與設(shè)備介紹54-57
• 5.4 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>57-59
• 5.4.1 幾何相似驗(yàn)證58
• 5.4.2 水動(dòng)力相似驗(yàn)證58
• 5.4.3 結(jié)構(gòu)相似驗(yàn)證58-59
• 5.5 試驗(yàn)結(jié)果分析59-65
• 5.6 本章小結(jié)65-66
• 6 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 總結(jié)66-67
• 6.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況71-72
• 致謝72-73

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：930378