本文關(guān)鍵詞：超大型海上浮體平臺連接器設(shè)計及動力學(xué)特性研究

  更多相關(guān)文章： 海上浮動機(jī)場 網(wǎng)絡(luò)動力學(xué) 連接器模型 振幅死亡 非線性響應(yīng)特性

【摘要】：超大型海上浮體平臺是立足國家海洋權(quán)益維護(hù)和深海資源開發(fā)的戰(zhàn)略需求,具有先導(dǎo)性的重大高端海洋工程裝備。它具有結(jié)構(gòu)大尺度、多模塊組合、剛?cè)徇B接、流固耦合等特點(diǎn),是一個典型的非線性振子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。本文以超大型海上浮動機(jī)場為研究對象,嘗試將非線性網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)的最新理論應(yīng)用到超大型海上浮體平臺的動力學(xué)研究。超大型海上浮動機(jī)場是一個多模塊鏈?zhǔn)酵負(fù)漶詈系牡湫头亲灾握褡泳W(wǎng)絡(luò)。本文基于線性波浪理論、單浮體模塊動力學(xué)模型、連接器力學(xué)模型以及錨泊系統(tǒng)力學(xué)模型,構(gòu)建了超大型海上浮動機(jī)場的網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)模型。該網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)建模方法具有普適性,能適應(yīng)于各類復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的超大型海洋浮體平臺,靈活應(yīng)對各類形式的系泊約束。鑒于浮體模塊間的連接器力學(xué)特性對浮動機(jī)場的動力響應(yīng)具有關(guān)鍵性影響,論文提出并研究了三種新型連接器力學(xué)模型(平行鉸接式彈性連接器模型,交叉鉸接式彈性連接器模型,復(fù)合型彈性連接器模型)。通過數(shù)值仿真分析三種連接器模型下浮動機(jī)場的非線性動力響應(yīng)和連接件載荷特性。與線性分析結(jié)果對比表明,線性分析在動力響應(yīng)特性預(yù)報和載荷評估上存在失真和誤差,傳統(tǒng)線性分析方法會嚴(yán)重低估系統(tǒng)的實(shí)際動力響應(yīng)和載荷。分析了三種連接器模型對浮動機(jī)場非線性動力響應(yīng)特性的影響以及連接件自身載荷特性,結(jié)果表明復(fù)合型彈性連接器模型能更有效抑制系統(tǒng)的動力響應(yīng),具有良好力學(xué)特性;復(fù)合型連接器模型具有優(yōu)異的載荷特性,有效安全設(shè)計參數(shù)區(qū)間最為廣闊,結(jié)構(gòu)模型最合理。進(jìn)一步探討了超大型海上浮動機(jī)場的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)行為——網(wǎng)絡(luò)協(xié)同及同步化效應(yīng)。本文嘗試在海洋工程領(lǐng)域介紹一個全新的系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性概念,即基于振幅死亡機(jī)理研究海上浮動機(jī)場的動力學(xué)穩(wěn)定性問題。針對兩類關(guān)鍵參數(shù)分析三種連接器模型對系統(tǒng)穩(wěn)定性邊界圖譜的影響。結(jié)果表明復(fù)合型彈性連接器模型下的浮動機(jī)場振幅死亡參數(shù)區(qū)域最大,有效安全的連接件設(shè)計參數(shù)區(qū)間最廣,系統(tǒng)整體動力學(xué)穩(wěn)定態(tài)也最好,為進(jìn)一步優(yōu)化連接器模型結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了理論指引。連接器模型對海上浮動機(jī)場的整體動力學(xué)穩(wěn)定性具有重大影響,設(shè)計有效安全的連接器模型結(jié)構(gòu)對超大型海上浮體平臺的研究開發(fā)具有重大意義。
【關(guān)鍵詞】：海上浮動機(jī)場 網(wǎng)絡(luò)動力學(xué) 連接器模型 振幅死亡 非線性響應(yīng)特性
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V351.23
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 本論文主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 超大型海上浮動機(jī)場的網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)建模16-30
• 2.1 引言16
• 2.2 單浮體動力學(xué)模型16-18
• 2.3 柔性連接器力學(xué)模型18-25
• 2.3.1 平行鉸接式彈性連接器模型19-21
• 2.3.2 交叉鉸接式彈性連接器模型21-24
• 2.3.3 復(fù)合型彈性連接器模型24-25
• 2.4 錨泊系統(tǒng)力學(xué)模型25-27
• 2.4.1 錨鏈系統(tǒng)懸鏈線方程26-27
• 2.4.2 錨泊約束力剛度矩陣27
• 2.5 超大型海上浮動機(jī)場的網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)模型27-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第3章 超大型海上浮動機(jī)場的網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)特性分析30-62
• 3.1 引言30
• 3.2 海上浮動機(jī)場系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置30-33
• 3.2.1 單浮體結(jié)構(gòu)參數(shù)31
• 3.2.2 連接器模型參數(shù)31-32
• 3.2.3 錨泊系統(tǒng)參數(shù)32
• 3.2.4 波浪參數(shù)32-33
• 3.3 海上浮動機(jī)場的線性動力學(xué)特性分析33-40
• 3.3.1 浮動機(jī)場的線性化動力學(xué)模型33-34
• 3.3.2 浮動機(jī)場的線性動力響應(yīng)特性分析34-38
• 3.3.3 浮動機(jī)場連接器的線性載荷特性分析38-40
• 3.4 海上浮動機(jī)場的非線性動力響應(yīng)特性分析40-50
• 3.4.1 平行鉸接式連接器模型對浮體動力響應(yīng)的影響40-44
• 3.4.2 交叉鉸接式連接器模型對浮體動力響應(yīng)的影響44-47
• 3.4.3 復(fù)合型連接器模型對浮體動力響應(yīng)的影響47-50
• 3.5 海上浮動機(jī)場連接器的非線性載荷特性分析50-56
• 3.5.1 平行鉸接式連接器模型的載荷特性分析50-53
• 3.5.2 交叉鉸接式連接器模型的載荷特性分析53-54
• 3.5.3 復(fù)合型連接器模型的載荷特性分析54-56
• 3.6 海上浮動機(jī)場中的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同及同步化效應(yīng)56-60
• 3.6.1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同效應(yīng)56-59
• 3.6.2 同步化效應(yīng)59-60
• 3.7 本章小結(jié)60-62
• 第4章 超大型海上浮動機(jī)場的動力學(xué)穩(wěn)定性分析62-69
• 4.1 引言62
• 4.2 振幅死亡現(xiàn)象62-65
• 4.2.1 振幅死亡的概念62-63
• 4.2.2 海上浮動機(jī)場的振幅死亡現(xiàn)象63-65
• 4.3 海上浮動機(jī)場的動力學(xué)穩(wěn)定性分析65-68
• 4.3.1 平行鉸接式連接器模型對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響65-66
• 4.3.2 交叉鉸接式連接器模型對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響66-67
• 4.3.3 復(fù)合型連接器模型對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響67-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 總結(jié)與展望69-71
• 總結(jié)69-70
• 創(chuàng)新點(diǎn)70
• 研究展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 致謝76-77
• 附錄A（攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄）77

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本文編號：1040009