不规则波对方箱浮式防波堤作用的受力特性研究

发布时间：2017-04-09 21:21

  本文关键词：不规则波对方箱浮式防波堤作用的受力特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：自然界中海浪是一种非常复杂的现象,实际上是一种不规则波浪。大量的事实证明,只有按照不规则波来模拟研究波浪,才能更准确的描述海浪。近年来,以有效利用海上空间和海洋资源开发为目的的各种浮式海洋结构引起了广泛的关注,浮式防波堤作为一种海洋技术,机动灵活,造价较低,对环境影响小,特别适用于深水,具有较高的经济效益和应用前景。矩形方箱结构是浮式防波堤最为简单的形式,因此研究不规则波浪对方箱浮式防波堤的作用具有重要的研究意义。本文采用线性波浪叠加法对不规则波进行数值模拟,应用合田改进的JONSWAP谱来模拟不规则波。将模拟出的波浪瞬时高度进行快速傅立叶变换得到估计谱,并与目标谱进行比较从而验证了不规则波模拟的准确性。对于波浪与方箱浮式防波堤的作用,本文基于边界元法,建立了波浪对方箱防波堤作用的时域数值计算模型。将不规则波的模拟作为输入条件,模拟深水线性不规则波浪对方箱浮式防波堤的作用,研究其受力特性并与规则波结果进行比较,从量级和变化趋势方面验证了数值模型具有一定的准确性。在验证了模型准确性基础上,研究了不同因素(相对吃水深度、有效波高、有效周期)对固定方箱和强迫振动方箱防波堤的受力的影响。计算结果表明,对于固定方箱来说,相对吃水深度越大,方箱受力越大;波高越大,方箱受力越大。对于强迫振动方箱来说,相对吃水深度越深,方箱垂向波浪力越大;波高越大,其垂向波浪力越大。对方箱受力分别选用了最大值和平均值进行分析,研究发现两者随相对吃水、有效周期和有效波高的变化趋势一致,但是变化幅度不同,因此在采用平均值进行系泊系统设计时,对长周期、大波高情况建议适当提高设计标准。
【关键词】：不规则波 方箱浮式防波堤 受力特性
【学位授予单位】：大连海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U656.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 不规则波的研究现状9-10
• 1.2.2 波浪对浮式防波堤作用的研究现状10-11
• 1.2.3 浮式防波堤数值模拟方法11-12
• 1.3 本文主要研究内容12-14
• 2 基本原理14-30
• 2.1 不规则波的数值模拟14-20
• 2.1.1 JONSWAP谱14
• 2.1.2 模拟频谱14-15
• 2.1.3 模拟波列15-16
• 2.1.4 FFT算法16-20
• 2.2 浮式防波堤的数值模拟20-25
• 2.2.1 基本假定和坐标系20
• 2.2.2 控制方程和边界条件20-23
• 2.2.3 数值解法23-25
• 2.3 水动力计算25-27
• 2.3.1 波浪力理论25-26
• 2.3.2 运动响应方程26-27
• 2.4 程序流程图27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 3 不规则波的数值模拟30-37
• 3.1 不规则波的数值模拟算例 131-34
• 3.2 不规则波的数值模拟算例 234-36
• 3.3 本章小结36-37
• 4 固定方箱防波堤的数值模拟37-50
• 4.1 固定方箱防波堤的模型建立38-41
• 4.2 固定方箱防波堤的数值模拟算例41-43
• 4.3 固定方箱防波堤的受力特性43-49
• 4.3.1 相对吃水深度的影响43-45
• 4.3.2 不规则波周期的影响45-47
• 4.3.3 不规则波波高的影响47-49
• 4.4 本章小结49-50
• 5 强迫振动方箱防波堤的数值模型50-56
• 5.1 强迫振动方箱防波堤的数模验证51-52
• 5.2 强迫振动方箱防波堤的受力特性52-55
• 5.2.1 相对吃水深度的影响52-53
• 5.2.2 不规则波周期的影响53-54
• 5.2.3 不规则波波高的影响54-55
• 5.3 小结55-56
• 6 结论与展望56-57
• 参考文献57-60
• 攻读学位期间发表的论文目录60-63
• 致谢63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 俞聿修;不规则波浪的观测与试验[J];港工技术;1999年01期

2 陈智杰;董华洋;曾志;郑斌鑫;何佳;束芳芳;王莹辉;;波浪作用下方箱-水平板浮式防波堤时域水动力分析[J];台湾海峡;2012年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 郑艳娜;波浪与浮式结构物相互作用的研究[D];大连理工大学;2006年

  本文关键词：不规则波对方箱浮式防波堤作用的受力特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：296162