Morison方程水动力系数归一化的探讨_李玉成

如果为大量固定质量的流体微元他就是有限控制体，少量流体微团（但足够表现流体宏观量）的就是流动微元（fluid
element），但是体积和面积会变化。之所以守恒和不守恒是因为空间位置固定的微元或者控制体可以应用质量守恒
方程来推导，空间位置随流因为质量固定不能应用与质量守恒因此成为非守恒形式。
1.2 动量方程
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“海洋石油112”号FPSO单点系泊模型试验与数值计算对比分析詹燕民;张天宇;张大刚【摘要】Many domestic soft yoke mooring FPSOs in large scale serve in shallow water, which more or less have a certain fault, resulting in much more attention of the hydrodynamic performance and the safety of FPSO in shallow water. HYSY112 soft yoke single point mooring(SPM) system is located in the shallow water field in the Bohai Sea. The HYSY112 SPM system is numerically simulated to validate the accuracy of the three-dimensional dynamic response numerical simulation that is applied in shallow water by comparison with the basin model test results.%国内有多艘大型软刚臂系泊FPSO在浅水服役，或多或少均存在一定故障，因此浅水FPSO 水动力性能和安全问题受到广泛重视。

“海洋石油112”号FPSO软刚臂单点系泊系统位于渤海浅水水域。

文中对该单点系泊系统进行了系泊分析数值模拟，并与水池试验结果进行对比，验证三维动力响应数值模拟在浅水中应用的准确性。

【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2016(027)005【总页数】6页(P88-93)【关键词】浮式生产储卸油装置;单点系泊系统;软刚臂;模型试验【作者】詹燕民;张天宇;张大刚【作者单位】中海石油中国有限公司天津分公司天津300452;北京迪玛尔海洋技术有限公司北京100029;北京迪玛尔海洋技术有限公司北京100029【正文语种】中文【中图分类】P751“海洋石油112”号FPSO（HYSY112）是一艘15万吨级原油收集处理装置，使用由APL公司设计的水下软刚臂单点系泊（简称“112单点”）。

水文与水资源专业毕业答辩必答题本题库共有198题，每位同学从中1-55、56-133、134-198中分别随机抽出一道，共三道题必答。

每一问是最前一个字和最后一个字除去“简述如何利用”170输入水低法171输入水高法水文预报马义试x 1.马斯京根流量演算方程中的系数k、x的物理意义。

简述如何利用试算法确定马斯京根流量演算方程中的系数k、x。

答：K：恒定流时的河段传播时间；X：流量比重因数；试算法定参：1、根据水量平衡方程计算槽蓄量；2、假定x=x1时，计算示储流量；3、点绘x=x1时的的槽蓄量与示储流量的相关线；4、重新假定x=x2，计算示储流量；5、点绘x=x2时槽蓄量与示储流量的相关线；6、假定若干x值，重复上述2、3步，从中选出槽蓄量与示储流量近似直线的x即为率定的x；7、在相应的槽蓄量与示储流量的相关线上量取k=∆w/∆Q' 。

三发 2 .简述如何利用三层土壤蒸发模型计算流域蒸散发。

答：三层蒸发模型：总蒸发由三部分构成：E=EU+EL+ED（上层、下层、深层）；总土壤蓄水量由三部分构成：W=WU+WL+WD；土壤蓄水量容量由三部分构成：WM=WUM+WLM+WDM；按照先上层后下层的次序，分如下四种情况计算蒸发：1、WU+P EP时，EU=EP,EL=0，ED=0；2、当WU+P<EP,WL C*WLM时；EU=WU+P,EL=(EP-EU)*WL/WLM,ED=0；3、当WU+P<EP,C*(EP-EU)WL<C*WLM时，EU=WU+P,EL=C*(EP-EU),ED=0；4、当WU+P<EP,WL<C*(EP-EU)时，EU=WU+P,EL=WL,ED=C*(EP-EU)-EL。

制线 3 如何制作流域平均退水曲线和地下水退水曲线。

答：1、选择若干场峰后无雨的退水段，以相同的比例尺，在方格纸（或单对数坐标纸）上绘出各场洪水的退水段流量过程线；2、用一张透明纸蒙在退水曲线图上，描绘出最低的退水过程线；3、将此曲线移到另一场洪水的次低的退水段，在保持时间坐标重合的条件下左右移动透明纸，使方格纸上的退水过程线在后部与透明纸上的退水过程线相重合，并把它也描绘在透明纸上；如此逐一描绘各场洪水的退水流量过程线；4、取这些曲线的下包线即为地下水退水曲线（标准退水曲线）；5、取下部重合的曲线和上部分散曲线的平均值，即构成流域平均退水曲线。

第一章 波浪理论1.1 建立简单波浪理论时，一般作了哪些假设?【答】：（1）流体是均质和不可压缩的，密度ρ为一常数；（2）流体是无粘性的理想流体； （3）自由水面的压力均匀且为常数； （4）水流运动是无旋的； （5）海底水平且不透水；（6）作用于流体上的质量力仅为重力，表面张力和柯氏力可忽略不计； （7）波浪属于平面运动，即在xz 水平面内运动。

1.2 试写出波浪运动基本方程和定解条件，并说明其意义。

【答】：波浪运动基本方程是Laplace 方程：02222=∂∂+∂∂z x φφ或写作：02=∇φ。

该方程属二元二阶偏微分方程，它有无穷多解。

为了求得定解，需有包括初始条件和边界条件的定解条件：初始条件：因波浪的自由波动是一种有规则的周期性运动，初始条件可不考虑。

边界条件：（1）在海底表面，水质点垂直速度应为0，即=-=h z w或写为在z=-h 处，0=∂∂zφ（2）在波面z=η处，应满足两个边界条件，一是动力边界条件、二是运动边界条件A 、动力边界条件02122=+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂==ηφφφηηg z x tz z由于含有对流惯性项⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂2221z x φφ，所以该边界条件是非线性的。

B 、运动边界条件，在z=η处0=∂∂-∂∂∂∂+∂∂zx x t φφηη。

该边界条件也是非线性的。

（3）波场上下两端面边界条件 ),(),,(z ct x t z x -=φφ 其中c 为波速，x -ct 表示波浪沿x 正向推进。

1.3 试写出微幅波理论的基本方程和定解条件，并说明其意义及求解方法。

【答】：微幅波理论的基本方程为：02=∇φ定解条件：z=-h 处，0=∂∂zφz=0处， 022=∂∂+∂∂z g tφφz=0处，⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=t g φη1),(),,(z ct x t z x -=φφ求解方法：分离变量法 1.4 线性波的势函数为()[]()()t kx kh z h k gH σσφ-⋅+⋅=sin cosh cosh 2， 证明上式也可写成()[]()()t kx kh z h k Hc σφ-⋅+⋅=sin sinh cosh 2 【证明】： 由弥散方程：()kh gk tanh 2⋅=σ以及波动角频率σ和k 波数定义: T πσ2=, Lk π2= 可得：()kh L g T tanh 22ππσ⋅=⋅， 即 ()()kh kh L T g cosh sinh ⋅⋅=σ由波速c 的定义：TLc =故：()()c kh g kh sinh cosh ⋅=⋅σ 将上式代入波势函数： ()[]()()t kx kh z h k gH σσφ-⋅+⋅=sin cosh cosh 2 得： ()[]()()t kx kh z h k Hc σφ-⋅+⋅=sin sinh cosh 2 即证。