超大型浮体的波浪环境条件及水弹性响应研究

发布时间：2020-12-19 18:54

　　随着社会和经济的发展,人类将越来越依赖于海洋资源的开发和海洋空间的利用。而超大型浮体凭借其独特的优势引起国际海洋工程领域的广泛关注。本文将研究超大型浮体的波浪环境条件预报方法及其在波浪中的水弹性响应。准确预报超大型浮体设计海域内的波浪环境条件对其设计和安全评估意义重大。近年来,随着港口建设和国防建设的不断深入,在岛礁附近建设超大型浮体具有相当的优势和意义。然而,近岛礁地形独特,其波浪传播极其复杂,增加了超大型浮体的设计难度。本文采用WAVEWATCH Ⅲ模型,对西太平洋某风场驱动下的近岛礁波浪演化展开模拟。将数值仿真的结果与实测波浪数据进行对比分析,验证该模式进行近岛礁地形波浪演化模拟的可行性,为超大型浮体的波浪环境条件预报提供科学的数值模型和方法。准确分析超大型浮体在波浪中的运动响应对其结构设计和安全评估至关重要。环形超大型浮体是一种新型的海上超大型浮式结构,具有结构稳定、上层布置灵活、中心波浪小等优点。目前几乎没有对该型超大型浮体水弹性响应的研究。本文将采用有限元-边界元混合法对环形超大型浮体在规则波浪下的线性水弹性响应进行研究,为其进一步的研究和设计工作提供参考。 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 超大型浮体的研究意义
    1.2 超大型浮体的特点
    1.3 超大型浮体的研究进展
    1.4 超大型浮体发展的技术问题
        1.4.1 超大型浮体的结构形式及概念设计
        1.4.2 基于数值模式的波浪环境条件预报在超大型浮体中的应用
        1.4.3 超大型浮体的水弹性响应研究
    1.5 本文内容
2 基本理论
    2.1 波浪理论基础
        2.1.1 规则波与不规则波
        2.1.2 随机过程及概率分布
    2.2 谱分析理论基础
        2.2.1 谱密度函数
        2.2.2 波浪的谱密度公式
        2.2.3 线性系统的响应关系
    2.3 WAVEWATCHⅢ理论基础
        2.3.1 控制方程
        2.3.2 源项的计算
        2.3.3 方程的离散和求解
        2.3.4 模型中的输入谱
    2.4 本章小结
3 基于WAVEWATCHⅢ的近岛礁地形波浪演化研究
    3.1 近岛礁地形对超大型浮体建设的利弊
    3.2 计算说明
        3.2.1 计算区域
        3.2.2 模型设置
        3.2.3 实测数据
    3.3 结果分析
        3.3.1 P1点波浪参数分析
        3.3.2 波谱分析
    3.4 本章小结
4 环形超大型浮体在规则波中的线性水弹性响应
    4.1 模型的建立与分析
        4.1.1 结构运动方程
        4.1.2 流体运动方程
    4.2 环形超大型浮体算例验证
        4.2.1 300m直径环形超大型浮体算例
        4.2.2 600m直径环形超大型浮体算例
        4.2.3 300m与600m直径环形超大型浮体算例对比
    4.3 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]近岛礁波浪传播变形模型试验研究[J]. 丁军,田超,王志东,凌宏杰,李志伟.  水动力学研究与进展A辑. 2015(02)
[2]超大型海洋浮式结构物水弹性响应预报的研究现状和发展方向[J]. 崔维成.  船舶力学. 2002(01)
[3]超大型海洋浮式结构物动力特性研究综述[J]. 崔维成,吴有生,李润培.  船舶力学. 2001(01)
[4]超大型海洋浮式结构物开发过程中需要解决的关键技术问题[J]. 崔维成,吴有生,李润培.  海洋工程. 2000(03)

硕士论文
[1]岛礁波浪场的数值模拟应用研究[D]. 孙泽.大连理工大学 2016
[2]箱式超大型浮体在随机波浪和近岸水域中的水弹性响应[D]. 王琦彬.大连理工大学 2015
[3]超大型浮体水弹性响应数值分析与试验研究[D]. 万志男.大连理工大学 2014



本文编号：2926406