基于MPS-FEM耦合方法研究孤立波对弹性结构物的砰击

发布时间：2024-04-06 22:51

　　随着人类对海洋资源的持续开发,远岸与近岸工程结构物的安全问题成为工程人员重点关注的对象。其中,波浪对结构物的砰击问题是船舶与海洋工程领域的研究热点。波浪砰击现象常发生于船舶的艏部、艉部,海洋平台的底部甲板、超大型浮式结构以及近岸的栈桥等。波浪砰击发生时常常伴随有巨大的砰击载荷,可能造成结构物的变形和破坏,从而严重影响结构物的安全性。因此波浪砰击载荷已经成为大型海洋工程结构物设计时考虑的重要因素。此外,在船舶与海洋工程领域结构物的跨度较大,其整体刚度往往较小,使得结构的变形在砰击问题中有着不可忽略的影响,因此开展弹性结构物的波浪砰击问题具有重要的工程意义。本文使用自主开发的无网格法流固耦合求解器MPSFEM-SJTU,数值模拟了孤立波对弹性结构物的砰击作用,通过定性、定量地比较弹性、刚性板所受波浪砰击载荷的不同,研究了结构物弹性对波浪砰击载荷的影响,并分析了波高、干舷和净空等参数对砰击载荷的影响。本论文的研究内容具体如下:首先,基于MPSFEM-SJTU求解器建立二维、三维数值波浪水池,并制造出不同幅值的孤立波,通过将数值水池中的孤立波波形与理论值进行比较,验证该求解器的数值造波效果,并...

【文章页数】：118 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1遭受砰击的海洋工程结构物

随着世界经济的发展，各国对石油、天然气的需求持续增加，在陆地化石能源逐渐枯竭的背景下，海洋成为这些化石能源的一个重要来源。借助于船舶与海洋工程结构物的帮助，人类持续深入地对海洋资源进行开发与利用。在一些恶劣的海况下，海上的生产作业系统如钻井平台、浮式生产储油卸油装置（FPSO）、....

图1-2VonKarman砰击模型

图1-2VonKarman砰击模型Fig.1-2ThemodelofVonKarmantheorygner[7]在VonKarman理论的基础上，考虑液体自由面的变化，了楔形体入水时的砰击压力分布以及最大砰击压力202max2cot21()(....

图1-3Wagner砰击模型

图1-2VonKarman砰击模型Fig.1-2ThemodelofVonKarmantheorygner[7]在VonKarman理论的基础上，考虑液体自由面的变化，了楔形体入水时的砰击压力分布以及最大砰击压力202max2cot21()(....

图1-4滚装船艏部外张砰击试验（Hermundstad等[32]

上海交通大学硕士学位论文Guomo等[30]对甲板在波浪下的砰击载荷进行了试验研究，并利用小波变换对采集的数据进行处理，以分析砰击过程中的物理机制，针对不同的关键变量，提出了一种新的波浪砰击载荷预报经验公式，并取得了较好的预测结果。Watanabe等[31]对不同艏部外飘的S....

本文编号：3947282