超大型浮體水彈性響應(yīng)數(shù)值分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、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(lái)，隨著海洋科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，海洋開(kāi)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(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，面對(duì)這一形勢(shì)，我國(guó)有必要加大對(duì)海上超大型浮體的研究與開(kāi)發(fā)。
　　超大型浮體的設(shè)計(jì)過(guò)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

2、理論研究其水動(dòng)力特性，忽略流場(chǎng)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(wèn)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(chǎng)，同時(shí)流場(chǎng)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(lái)，水彈性理論可以很好地解決這一問(wèn)題，本文在勢(shì)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)。

3、　　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(chǎng)對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)采用特征函數(shù)展開(kāi)法求解對(duì)稱(chēng)速度勢(shì)和反對(duì)稱(chēng)速度勢(shì)，最后得到流場(chǎng)的總速度勢(shì)，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(kāi)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(cè)得試驗(yàn)結(jié)果，將數(shù)值計(jì)算結(jié)果分別與國(guó)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(zhǎng)等