波浪作用下錨泊系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的數(shù)值模擬.pdf

1、輪船、浮筒、浮式浮標(biāo)、半潛式平臺(tái)等錨泊系統(tǒng)的海工建筑物在波浪等外在環(huán)境因素作用下產(chǎn)生搖蕩運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的大小決定了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和工作性能，因此研究波浪作用下錨泊系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)是很有必要的。本文應(yīng)用高階邊界元的數(shù)值方法，基于三維線性勢(shì)流理論在時(shí)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了浮筒運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的數(shù)值模擬。研究中得出的一些結(jié)論無論在理論上還是在實(shí)際工程中都有一定的參考和應(yīng)用價(jià)值。 本文應(yīng)用簡(jiǎn)單格林函數(shù)和攝動(dòng)展開的理論方法在時(shí)域內(nèi)對(duì)錨泊系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。具體

2、方法是通過懸鏈線理論和B樣條擬合求得浮筒所受的錨鏈力，然后求解結(jié)構(gòu)的時(shí)域運(yùn)動(dòng)方程得到結(jié)構(gòu)物的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和錨泊系統(tǒng)的內(nèi)部應(yīng)力。應(yīng)用高階邊界元數(shù)值程序在時(shí)域內(nèi)求解開敞水域中固定圓柱的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和受力大小，并與頻域計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果符合良好。然后，針對(duì)線彈性約束的系泊系統(tǒng)在波浪力作用下計(jì)算了圓柱的響應(yīng)。在頻域計(jì)算中考慮線彈性約束系統(tǒng)的剛度可以求得物體的位移和受力大小，用本文提出的高階邊界元數(shù)值程序在時(shí)域內(nèi)計(jì)算物體的位移和受力大小并與頻域結(jié)果對(duì)

3、比，由于線彈性體系的自振原因使得系統(tǒng)按照多頻率振蕩，與頻域結(jié)果吻合程度稍差，通過增加系統(tǒng)阻尼得到解決，使時(shí)域結(jié)果和頻域結(jié)果符合良好，說明了本文所采用的數(shù)值計(jì)算方法的正確性。另外，本文應(yīng)用數(shù)學(xué)物理的懸鏈基本方程，推導(dǎo)出平衡懸鏈上的任意點(diǎn)的幾何、力學(xué)計(jì)算方程，給出了鏈型靜力平衡判別式，還建立了錨鏈松弛和張緊狀態(tài)下錨鏈頂端位移與水平力及垂向力之間關(guān)系的分析程序，通過B樣條函數(shù)方法擬合不出同吃水情況下物體的水平漂移量與錨鏈拉力之間的關(guān)系曲線，從