波浪作用下錨泊系統(tǒng)動力響應的數(shù)值模擬.pdf

1、輪船、浮筒、浮式浮標、半潛式平臺等錨泊系統(tǒng)的海工建筑物在波浪等外在環(huán)境因素作用下產生搖蕩運動，運動響應的大小決定了系統(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)的動力響應是很有必要的。本文應用高階邊界元的數(shù)值方法，基于三維線性勢流理論在時域內實現(xiàn)了浮筒運動響應的數(shù)值模擬。研究中得出的一些結論無論在理論上還是在實際工程中都有一定的參考和應用價值。 本文應用簡單格林函數(shù)和攝動展開的理論方法在時域內對錨泊系統(tǒng)進行了數(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，然后求解結構的時域運動方程得到結構物的運動響應和錨泊系統(tǒng)的內部應力。應用高階邊界元數(shù)值程序在時域內求解開敞水域中固定圓柱的運動響應和受力大小，并與頻域計算結果進行對比，結果符合良好。然后，針對線彈性約束的系泊系統(tǒng)在波浪力作用下計算了圓柱的響應。在頻域計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)值程序在時域內計算物體的位移和受力大小并與頻域結果對

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，與頻域結果吻合程度稍差，通過增加系統(tǒng)阻尼得到解決，使時域結果和頻域結果符合良好，說明了本文所采用的數(shù)值計算方法的正確性。另外，本文應用數(shù)學物理的懸鏈基本方程，推導出平衡懸鏈上的任意點的幾何、力學計算方程，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系曲線，從