波浪中系泊浮體運動響應(yīng)的數(shù)值模擬.pdf

1、系泊系統(tǒng)是浮式結(jié)構(gòu)物的重要組成部分，研究系泊狀態(tài)下浮式結(jié)構(gòu)物在波浪上運動響應(yīng)，為系泊定位性能的評價和系泊系統(tǒng)的整體設(shè)計提供了依據(jù)，因此具有重要的意義。文章通過基于自主CFD求解器的程序開發(fā)與應(yīng)用商業(yè)軟件對浮體與系泊鏈索的相互作用進行研究，具體工作如下：
　　首先推導(dǎo)了考慮躺底段的懸鏈線方程的迭代求解方法，并通過算例對其進行了驗證。采用集中質(zhì)量力模型，建立鏈索節(jié)點運動方程，開發(fā)鏈索靜力和動力分析模塊。靜力分析方法采用牛頓迭代法求解，

2、對海流作用下深海錨鏈進行靜力計算，通過與海洋工程軟件OrcaFlex結(jié)果的比較，驗證了靜力分析模塊的有效性。動力分析方法采用Newmark-β法與牛頓迭代法求解，對上端點簡諧激勵下鏈索進行動力計算，將鏈索動態(tài)張力與文獻中的結(jié)果比較，驗證了動力分析模塊的有效性。
　　基于動坐標(biāo)系，推導(dǎo)了剛體六自由度運動方程，開發(fā)六自由度運動模塊。求解余弦激勵力下的剛體運動，通過與解析解對比，驗證了六自由度模塊的求解精度。基于自主CFD求解器，數(shù)值模

3、擬了方箱體在滑坡涌浪波浪場中的自由運動。運動模塊的構(gòu)建為對浮體進行系泊分析奠定了基礎(chǔ)。
　　在以上基礎(chǔ)上，將鏈索模塊和浮體自由運動模塊結(jié)合，構(gòu)建浮體運動與系泊鏈索弱耦合分析方法。采用規(guī)則波的解析解來計算波浪力，通過浮式防波堤算例對該耦合方法進行驗證?；谧灾鰿FD求解器，構(gòu)建二維數(shù)值波浪水池，通過規(guī)則波的算例，驗證了造波與消波方法的有效性。基于上述數(shù)值波浪水池，模擬波浪與防波堤防波相互作用，展示了其消減波浪的過程。
　　最后