大型离岸结构的快速三维水弹性分析

发布时间：2020-07-21 14:54

【摘要】：本文着重研究提高三维水弹性分析计算效率的方法，为三维水弹性分析方法在海洋工程中的广泛应用创造条件。首先提出了使用Arnoldi过程确定GMRES方法重启动数的方法，按照向后误差分析的方法给出了GMRES方法的终止准则，使用GMRES方法求解了大型离岸结构的水弹性响应和平均二阶力(矩)，通过对大型离岸结构的水弹性分析表明GMRES方法的计算效率高于常规方法，可在工程应用中发挥巨大的作用。 随后，将预修正快速傅里叶变换方法由刚体水动力分析扩展到水弹性分析中，提出了一种使预修正快速傅里叶变换方法具有较少计算时间与较低占用内存的网格奇点布置方法，使用预修正快速傅里叶变换方法进行了单个弹性浮体和多个弹性浮体的水弹性分析，由于预修正快速傅里叶变换方法具有较高的计算效率，使得造船工程师使用预修正快速傅里叶变换方法在微机上就可以进行以往只有在工作站和并行机上才能实现的大型离岸结构的水弹性分析，满足了工程应用的要求。 由于海洋工程结构物湿表面各点的波浪压力各不相同，在经水动力或水弹性分析后，如何将波浪压力添加到数量众多的有限元单元上以对海洋工程结构物进行结构强度分析一直是造船工程师关心的问题。本文提出了一种基于PCL语言的对海洋工程结构物进行频域有限元分析的波浪压力自动加载方法，将水线处面元和水线以下面元分开处理，水线以下面元所承受的压力直接用PCL语言添加到面元上，把水线处四边形面元转化为三角形面元，将作用在三角形面元的分布压力转化为节点力用PCL语言添加到节点上，这一方法的提出解决了多年以来困扰造船工程师的一个难题。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：P75
【图文】：

散为4048块面元的IsscTLP的子立方体剖osedgridsingularitieseorresPondingtotheeubeLPdiseretizedinto4048PanelswhileP“3成4048块面元的国际船舶与离岸结构平台模型一ISSCTLp(TheIntemationssTensionLegplatform)为几何模型说了用于pFFT方法的IssCTLP计算模法说明中减少了子立方体及奇点数目。进行:置奇点。用一个立方体将表面离散为n称为根立方体，将它划分为kxlxm列方体的每条边，在子立方体的顶点布点间=。

第5章基于PCL语言的波浪压力自动加载方法图5.4(a)与图5.4(b)分别给出了使用手工加载和本文提出的自动压力加载方法的有限元模型加载结果，蓝色为压力，红色为角部的集中力，紫色表示固定的边界条件，两种方法的结果完全一致。(a)手}:加载(b)白动加载图5.4加载后的有限元模型F19.5.4Theloadedfiniteelementmodel图5.5(a)与图5.5(b)给出了使用两种方法得到的节点11(集中力作用点)的z向位移幅值结果，与worksh叩24给出的曲线结果相同。00刃0月犷一一一玩确丽~一刁丽摘万一，蔽芯蔺丽一一丽:碱犷下丽003(a)手}:加载结果(b)自动加载结果图5.5集中力作用点的位移响应幅值Fig.5.5DisPlaeementresPonseamP

elementsloeatingatwaterlineintotriangleelemenis使用水弹性方法获得圆柱外壳各单元中心点的压力，按5.1节方法自动加载到圆柱外壳上，在奔腾111600、内存256MBPC机耗时为97分钟，图5.9(a)给出加载后的圆柱有限元模型，图5.9(b)为水线处的局部放大图，红色符号表

【引证文献】

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本文编号：2764567