兩個(gè)浮體在規(guī)則波中受到的漂移力.pdf

1、為了在離岸較遠(yuǎn)的海域，經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)和加工天然氣，人們考慮開(kāi)發(fā)出浮動(dòng)生產(chǎn)儲(chǔ)存、裝卸船(LNG-FPSO)系統(tǒng)。并且研究它在惡劣環(huán)境下的性能。當(dāng)FPSO儲(chǔ)存罐中的液態(tài)天然氣裝卸到LNG船時(shí)，LNG船通常并列停泊在FPSO船旁邊以便于裝卸?？墒?，兩船處于并列位置且間距較小，兩船間流體的干擾很大而且很復(fù)雜，所以在設(shè)計(jì)錨鏈系統(tǒng)時(shí)必須考慮這些問(wèn)題。由于流體的干擾，兩船可能碰撞，也會(huì)產(chǎn)生排斥力和漂移力，以致毀壞錨鏈系統(tǒng)。為了計(jì)算水動(dòng)力干擾在振蕩力和定常

2、力上的影響，不僅要對(duì)以入射波波幅為基準(zhǔn)的一階水動(dòng)力和波浪激勵(lì)力引起的運(yùn)動(dòng)做出預(yù)報(bào)，而且要計(jì)算二階時(shí)間平均定常力。后者定常力稱為波浪漂移力，它只能由一階量的二次乘積計(jì)算得出。準(zhǔn)確、高效地計(jì)算多浮體的二階波浪力是目前國(guó)際船舶與海洋工程水動(dòng)力領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。本文主要做了以下幾方面的工作： 1．為了校核計(jì)算程序，采用分布源模型用Hess-Smith方法計(jì)算了無(wú)界流場(chǎng)中單個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的附加質(zhì)量系數(shù)，計(jì)算結(jié)果與理論值吻合良好。分析了無(wú)界流

3、場(chǎng)中兩個(gè)物體的間距對(duì)運(yùn)動(dòng)物體附加質(zhì)量系數(shù)的影響。 2．關(guān)于浮體在微幅規(guī)則波作用下作微幅運(yùn)動(dòng)時(shí)的線性水動(dòng)力問(wèn)題，計(jì)算了單個(gè)浮體的水動(dòng)力系數(shù)，計(jì)算結(jié)果與參考文獻(xiàn)進(jìn)行了比較，二者吻合良好。分析了兩個(gè)浮體間距對(duì)水動(dòng)力干擾的影響。 3．眾所周知，計(jì)算波浪漂移力有兩種不同的方法：根據(jù)直接壓力積分的近場(chǎng)方法和根據(jù)動(dòng)量守恒原理的遠(yuǎn)場(chǎng)方法。近場(chǎng)方法能給出每一艘船的受力，但是計(jì)算比較復(fù)雜。遠(yuǎn)場(chǎng)方法相對(duì)容易計(jì)算，但是給出的結(jié)果是所有船受到的總

4、力，它是從位于船體遠(yuǎn)處虛擬垂直圓柱上得到的。 本文研究的預(yù)定目標(biāo)是預(yù)報(bào)每艘船受到的定常力，所以必須用近場(chǎng)方法。本文討論兩個(gè)并排緊挨著的浮體(模擬 LNG-FPSO系統(tǒng))之間的水動(dòng)力相互作用問(wèn)題。重點(diǎn)放在對(duì)于波幅來(lái)說(shuō)是二階量的波浪漂移力。為了求解計(jì)及水動(dòng)力干擾的一階水動(dòng)力問(wèn)題，用線性邊界元方法于兩艘船的濕表面。采用基于改進(jìn)了的浮體受力公式而導(dǎo)出的近場(chǎng)方法計(jì)算了每艘船上受到的二階漂移力。針對(duì)矩形駁船和一艘緊挨著的改進(jìn)型Wigley船