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超大型浮体运动与波浪载荷的水弹性响应分析超大型浮体是指具有较大排水量和较高自由板露出面积的浮体结构，常用于海洋石油勘探、海洋风能利用等领域。
在海洋环境中，波浪作用是超大型浮体运动最主要的外部载荷之一，波浪载荷会引起超大型浮体的运动与变形，因此对超大型浮体的水弹性响应进行分析非常重要。
超大型浮体在波浪载荷作用下的运动与变形可以通过解析方法和数值模拟方法进行研究。
解析方法通常使用势流理论和边界元方法，可以得到闭式或数值一般解。
解析方法通常只适用于简单几何形状和边界条件的情况，对于复杂的几何形状和边界条件，解析方法的应用受到一定的限制。
数值模拟方法是研究超大型浮体水弹性响应的常用方法之一。
数值模拟方法基于Navier-Stokes方程和结构动力学理论，将超大型浮体和波浪系统建模为耦合的多物理场问题，通过求解方程组得到超大型浮体的运动与变形情况。
数值模拟方法可以考虑复杂的几何形状和边界条件，适用于研究各种不同情况下的超大型浮体水弹性响应。
在数值模拟方法中，常用的方法包括有限元方法、边界元方法和格子Boltzmann方法。
有限元方法是一种广泛应用的方法，可以将模型划分为网格，再通过求解网格节点上的方程组得到模型的运动与变形情况。
边界元方法则是基于格林函数的思想，将模型的表面划分为离散的边界元，再通过求解边界元上的积分方程得到模型的运动与变形情况。
格子Boltzmann方法是一种基于微观粒子运动的方法，通过模拟模型表面的水质点运动，得到模型的运动与变形情况。
超大型浮体的水弹性响应分析主要涉及下列几个方面。
首先是浮体的运动分析，包括浮体的自由面振动和浮体的自由度运动。
自由面振动是浮体在波浪作用下自由表面的变形，可以通过数值模拟得到。
浮体的自由度运动是指浮体在波浪作用下的运动情况，包括自由度、加速度和速度等参数的变化，可以通过求解动力学方程得到。
其次是浮体的变形分析，包括浮体的结构变形和应力分布。
浮体的结构变形是指浮体的构造件在波浪作用下的变形情况，可以通过数值模拟得到。
大型水文工程水动力学实验研究1. 引言水文工程是一个涉及河流、水库、水电站和水灾等问题领域的重要分支。
水动力学是研究水的运动规律和影响因素的一门学科，是水文工程中重要的理论基础。
为了更好地了解水动力学在大型水文工程中的应用，进行水动力学实验研究是必不可少的。
2. 研究背景在水文工程建设过程中，水动力学实验研究是一个重要的环节。
通过模拟和实验研究，可以评估水利工程的可行性，优化设计方案，减少工程风险，提高工程效益。
同时，水动力学实验研究还能为科学家和工程师提供更多数据和信息，以便更好地了解河流、水库和水电站的运行状况和潜在的风险。
3. 大型水文工程的水动力学实验研究为了实现对大型水文工程的水动力学实验研究，一般需要具备一定的实验设备和实验手段，如流速计、水位计、水压计、流量计、水位观测仪等。
通过对这些设备的使用，可以研究水流的速度、压力、温度等参数，并进一步分析水流的运动规律和变化特征，为工程应用提供基础数据和信息支持。
3.1 水力模型试验水力模型试验是一种很常见的实验手段，其主要目的是通过实验得到各种参数的变化，进而研究水流在工程中的表现。
以三峡大坝为例，为研究其淤积情况，进行水力模型试验必不可少。
在实验中，研究人员会根据实际场景制作大坝模型，模拟水流流经大坝的情况，观察水流变化及大坝受力情况，并进一步研究水流流动规律和变化特征。
3.2 数值模拟试验数值模拟试验是近年来出现的新实验手段之一，它主要利用计算机模拟分析水流受力情况。
数值模拟试验的优点在于可以快速、精确地获取各种参数值。
例如，为研究水电站的设计方案，可以进行计算流体力学分析，通过模型计算水轮机的转速、水流压力和水轮机的输出功率等参数，以进一步优化水电站的设计方案。
3.3 现场实验在大型水文工程中，往往需要进行大规模的现场实验。
这类实验的优点在于能更真实地模拟水文环境下的水流变化和受力情况。
例如，为了评估修建一座新桥的可行性，可以在现场进行桥梁结构的吊装和各种参数的检测。
超大型浮体模块水弹性响应和结构强度分析杨鹏;顾学康【摘要】The method of hydro-elasticity considering the fluid and structure interaction could calculate structural safety of floating structures effectively based on the rigid characteristics of very large floating structures (VLFS), which is used here to analyze the global wave loading and structural stress responses of single module of VLFS. In this paper, the natural mode and shape of vibration and intrinsic frequency are calculated by 3D FEM for single module. Then the harmonic frequency and principal coordinate responses of single module are obtained by mode superposition method and BEM method. Forwards, the structural stress responses of each mode and global stress responses are investigated; meanwhile the dangerous load-ing cases and the structural strength of single module are assessed. The results provide a certain guiding meanings for structural optimized design and safety assessment of VLFS.%水弹性方法针对超大型浮体的刚度特点，充分考虑了结构变形与流体运动的相互作用，是进行结构安全性分析的有效手段。
不同构型的超大型浮式结构物水动力分析和波浪载荷预报李良碧;张静怡;李嘉宾;顾海英;汤明刚【摘要】超大型浮式结构物是一种新型海上结构,浮体结构的不同构型对水动力性能有着较大的影响,而合理可靠地预报波浪载荷是保证海洋结构物设计合理和安全运营的基本前提.基于设计波法,采用莫里森公式和势流理论相结合的方法,对纵向浮筒和横向浮筒两种不同构型的超大型浮式结构物进行水动力分析和波浪载荷长期预报并进行对比分析.研究结果表明:横向浮筒超大型浮体纵荡运动相应幅值比纵向浮筒超大型浮体小很多;纵向扭转为纵向浮筒和横向浮筒超大型浮体最危险工况,其次是垂向弯矩工况;且横向浮筒超大型浮体的垂向弯矩也是较危险的工况.分析结果可为超大型海上浮式结构物的结构设计提供相关合理可靠的理论依据.【期刊名称】《海洋技术》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】7页(P86-92)【关键词】超大型浮式结构物;不同结构;水动力分析;波浪载荷预报【作者】李良碧;张静怡;李嘉宾;顾海英;汤明刚【作者单位】江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003;中国船舶科学研究中心,江苏无锡214082【正文语种】中文【中图分类】P751;P731.2超大型浮式结构物是一种新型海上结构物，它可以作为资源开发的基地、海上中转基地，甚至可以发展成为海上城市。
超大型浮式结构物的水动力响应是其设计建造的主要关键技术之一。
合理可靠地预报环境载荷，尤其是波浪载荷，是保证海洋结构物设计合理、安全运营的基本前提。
超大型浮式结构物体积庞大，长宽可达数千米，尺寸远大于半潜式平台，并且超大型浮式结构物有不同的结构形式，浮式结构物的不同结构形式对其水动力特性是有一定影响的。
因此进行不同结构形式的超大型浮式结构物的水动力分析是十分必要的。
超大型浮体运动与波浪载荷的水弹性响应分析超大型浮体结构物是由众多场站组成的，设计其结构应保证良好的运动性能和健康度。
在海洋环境中，波浪对浮体结构载荷的影响很大，因此研究浮体运动与波浪载荷的水弹性响应分析具有重要的理论意义和实际价值。
浮体结构物在海洋环境中运动状态复杂，而波浪的作用使得它更难以控制和分析。
因此，对于超大型浮体结构物而言，分析其精细的水弹性响应非常重要。
而在进行浮体结构物的水弹性响应分析时，需要考虑到波浪、流场、结构的非线性效应，以及波浪-结构相互作用等因素。
其中，波浪载荷是浮体结构物在海洋环境中承受的主要载荷之一，因此波浪的特性和运动状态分析将直接影响到浮体结构物的水弹性响应。
目前，研究者们在浮体结构物的运动特性、波浪特性以及波浪-结构相互作用问题上进行了大量的理论和实验研究。
通过对运动学、动力学和水动力特性的分析，研究者们建立了理论模型，并对模型进行了数值计算和模拟分析，以期得出最优的设计方案。
此外，实验室中也进行了大量的物理模型试验和海试，以验证理论模型的实用性和精确性。
在浮体运动特性的分析方面，目前的研究主要包括以下内容：运动状态的描述、运动状态稳定性分析、马闸船流动特性等。
其中，运动状态的描述可通过五自由度和六自由度运动状态方程来实现，而运动状态的稳定性分析可以通过线性阻尼矩阵的方法进行。
马闸船的流动特性则需要考虑到牵引线受力情况和流体力学效应等因素。
在波浪特性的分析方面，目前的研究主要包括以下内容：海洋波浪的分类、波浪能量谱分析、波浪动力学特性等。
海洋波浪可根据产生原因和传播距离分为风浪、涌浪等类型，而波浪能量谱分析则可通过对波浪的周期和振幅等特性进行统计分析得出。
波浪动力学特性则涉及到波浪的非线性效应和波浪过程的相互作用等因素。
在波浪-结构相互作用问题上，目前的研究主要包括以下内容：波浪的扰动外力分析、结构的水动力响应分析、波浪-结构相互作用问题的数值模拟等。
波浪的扰动外力可通过波浪统计分布模型和计算波场模型等方法得出，而结构的水动力响应则需要考虑到结构的形态、质量、弹性特性等因素。
可拼装框架式超大型浮体概念设计及其水动力响应计算
超大型浮式结构(Very Large Floating Structure,VLFS)是发达国家拓展深海空间发展的重点工程技术,我国在此方面做了大量研究,当前东海及南海事件再次要求我们必须重视并加强对此技术的深入研究。
本文在对现有国内外超大型浮式结构技术分析和研究的基础上,针对深远海海况及军民两用等需求,结合UHPC(Ultra High Performance Concrete)—钢组合技术,提出了可拼装框架式超大型浮体单元形式,参照Det norske Veritas准则,以框架式单元为基础拼装成框架式浮体单体,并从主尺度、材料选取及耐久性预测方面对框架式单体进行概念设计。
利用AQWA有限元软件对所设计的结构单体在不同海况、不同海洋环境力等严酷条件作用下水动力响应、静稳性及系泊张力响应进行数值模拟分析,与欧美发达国家提出的离岸式浮式基地(Mobil Offshore Base,MOB)单体进行了对比。
结果表明:在百年一遇海况下,框架式浮体单体的横荡、纵荡、横摇、纵摇响应值比MOB单体分别低15%、27%、5%、30%,一年一遇海况条件下,其值分别低45%、53%、9.8%、17%,表现出更优的水动力响应;框架式浮体单体在恢复静平衡过程中迭代次数也比MOB单体少,具有更好的的静稳性。
框架式浮体的系泊线张力响应比MOB单体系泊张力;系泊线安全系数均大于1.67,表明系泊线张力上均满足API RP 2SK规范要求。
文章编号:100529865(2001)0320009205箱式超大型浮体结构在规则波中的水弹性响应研究王志军,李润培,舒 志(上海交通大学船舶与海洋工程学院,上海 200030)摘 要:利用三维线性水弹性理论研究了箱式超大型浮体结构在正弦规则波中的动力响应,用Bernoulli 2Euler 梁解析解计算结构在真空中的动力特性,用弹性体三维势流理论计算结构的水动力系数。
浮体结构在单位波幅规则波中的刚体运动幅值与DNV/W ADAM 程序的计算结果进行了比较,并给出了垂向弯曲模态的位移、弯矩随波浪频率的变化规律。
由于箱式浮体结构的低阶固有频率很低,相应的弹性振型的响应与刚体运动耦合,结构在波浪中没有发现明显的低阶弹性模态谐振。
关键词:箱式超大型浮体结构;水弹性响应中图分类号:U66111;U66114 文献标识码:AStudy on hydroelastic response of box 2shaped very large floatingstructure in regular wavesW ANG Zhi 2jun ,LI Run 2pei ,SH U Zhi(School of Naval Architecture and Ocean Engineering ,Shanghai Jiaotong University ,Shanghai 200030, China )Abstract :Three dimensional linear hydroelasticity theory is applied to investigate the dynamic response of a box 2shaped very large floating structure (V LFS )in regular sinus oidal waves in this paper.The analytical method of Bernoulli 2Euler beam is used to describe the dynamic characteristics of the structure in vacuum ,while the three dimensional potential theory of flexible body is em ployed to calculate the hydrody 2namic cofficients.The am plitudes of rigid body m otions in regular waves are com pared with that w orked out by DNV/W ADAM programme.The dynamic displacements and bending m oments of the vertical bending m ode are presented with respect to wave length.N o significant res onance of the low flexible body m odes is found due to the coupling of the responses am ong these m odes and the rigid body m odes.K ey w ords :box 2shaped V LFS;hydroelastic response随着地球上人口的急剧膨胀、生态环境的恶化和自然资源的日益枯竭,人类为了自身的生存和发展,不断进行着拓展生存空间和寻求新资源的努力。
超大型浮体试验研究概述
陈国建;杨建民
【期刊名称】《船舶与海洋工程》
【年(卷),期】2002(000)002
【摘要】超大型浮体(Very Large Floating Structure,VLFS)研究是目前国际上比较热门的课题,许多国家正在研究并发展有关技术,如日本、美国和挪威等.本文主要介绍了目前国外VLFS试验技术研究的概况,包括方箱型VLFS的试验研究、锚系结构的试验研究及多刚体试验研究等.
【总页数】3页(P22-24)
【作者】陈国建;杨建民
【作者单位】上海交通大学;上海交通大学
【正文语种】中文
【中图分类】U6
【相关文献】
1.超大型浮体柔性连接器疲劳强度模型试验 [J], 祁恩荣;宋恒;李志伟;张浩;夏劲松;竺一峰
2.超大型浮体模块柔性连接功能仿真模型试验研究 [J], 祁恩荣;刘超;夏劲松;陆晔;李志伟;岳亚霖
3.复杂环境条件下超大型浮体水池试验中几个关键技术研究 [J], 丁军; 耿彦超; 刘小龙; 徐胜文; 马小舟; 谢卓雨
4.超大型浮体柔性连接器极限强度模型试验研究 [J], 陆晔;滕蓓;王新宇;陈彧超;祁
恩荣;张浩
5.箱式超大型浮体在非均匀海洋环境下的水弹性试验 [J], 吕海宁;杨建民;姚美旺因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
正交异性超大浮体的水动力学分析的开题报告1. 研究背景随着全球经济的发展，海洋能量的利用越来越成为人们关注的话题之一。
而浮体式海洋风力发电机作为一种新型的海洋能源转换设备，其具有不受地形和土地限制、稳定、可靠等优点，越来越受到研究者的关注。
其中，正交异性超大浮体是浮体式海洋风力发电机的一种经典形式，其结构相对简单，安装也比较容易。
在实际运用过程中，海洋浮体发电机要经历复杂的海洋环境，其中海洋水动力学问题是最大的挑战之一。
海洋水动力学分析是浮体式海洋风力发电机设计过程中不可缺少的一环。
因此，对正交异性超大浮体的水动力学性能进行深入研究，对于优化其设计和提高其效率具有重要意义。
2. 研究目标和内容本研究旨在通过对正交异性超大浮体的水动力学性能进行分析研究，探讨其在海洋环境中的运行状态和性能特点。
具体研究内容包括：（1）对正交异性超大浮体的结构和工作原理进行概述和分析，明确其特点和优势；（2）建立正交异性超大浮体的水动力学模型，并通过CFD方法进行数值模拟，分析其受力情况和流场分布；（3）对不同海洋环境下正交异性超大浮体的水动力学性能进行分析和对比，研究其受到海浪和海流等环境变化的影响；（4）对正交异性超大浮体进行优化设计和性能评价，提高其效率和经济性。
3. 研究方案和方法（1）文献调研和理论分析：通过搜集相关文献和资料，对正交异性超大浮体的结构和工作原理进行概述和分析，并掌握相关的水动力学理论知识；（2）建立水动力学模型：基于数值模拟软件ANSYS Fluent，建立正交异性超大浮体的三维水动力学模型，模拟其受力情况和流场分布；（3）模拟不同海洋环境：通过改变海浪和海流等环境参数，模拟不同的海洋环境对正交异性超大浮体的影响，分析其水动力学性能变化；（4）优化设计和性能评价：对正交异性超大浮体的设计进行优化，提高其效率和经济性，并对其水动力学性能进行评价和分析。
4. 预期成果和意义本研究预期通过建立正交异性超大浮体的水动力学模型和数值模拟，分析其受力情况和流场分布，在不同海洋环境下对其水动力学性能进行研究和对比，并对其进行优化设计和性能评价，以提高其效率和经济性。
