近島礁連岸浮式棧橋在波浪中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)研究.pdf

1、連岸浮式棧橋是目前國(guó)內(nèi)外海洋工程領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。對(duì)于浮式結(jié)構(gòu)物的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，許多學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了多年的研究，但是考慮島礁海洋和地形環(huán)境，分析近島礁浮式結(jié)構(gòu)物運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的研究成果卻很少。當(dāng)波浪從深遠(yuǎn)海傳播到島礁附近時(shí)，由于其復(fù)雜的地形地貌，波浪將發(fā)生折射、繞射和反射等一系列變化，使浮式棧橋中浮體與浮體之間相互擾動(dòng)中的作用力更為復(fù)雜，因此對(duì)連岸浮式棧橋在真實(shí)海底下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)研究十分重要。
　　本文對(duì)連岸浮式棧橋在真實(shí)海底下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)

2、進(jìn)行研究，應(yīng)用基于三維勢(shì)流理論的AQWA軟件開(kāi)展浮式棧橋的數(shù)值模擬計(jì)算，并與水池試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。論文的具體工作與主要研究成果如下：
　?。?）考慮真實(shí)海底地形對(duì)于單浮體以及多浮體結(jié)構(gòu)的影響，并建立相關(guān)計(jì)算模型。
　　（2）介紹了本文研究中所應(yīng)用的計(jì)算原理，包括三維勢(shì)流理論、勢(shì)流水動(dòng)力計(jì)算分析理論、結(jié)構(gòu)物在規(guī)則波下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)、頻域運(yùn)動(dòng)方程以及時(shí)域運(yùn)動(dòng)方程等。利用格林函數(shù)可以求得浮體所處流場(chǎng)中的速度勢(shì)，從而可以進(jìn)一步計(jì)算出

3、該浮體所受的波浪力以及水動(dòng)力系數(shù)，通過(guò)時(shí)域分析方法得到結(jié)構(gòu)物的運(yùn)動(dòng)方程。同時(shí)，推導(dǎo)出多浮體之間的入射、繞射、輻射等相關(guān)參數(shù)。
　?。?）基于A(yíng)QWA軟件的LINE模塊對(duì)單浮箱浮式棧橋的水動(dòng)力性能進(jìn)行計(jì)算，得到頻域下水動(dòng)力參數(shù)變化規(guī)律；基于A(yíng)QWA軟件的NAUT模塊對(duì)單浮箱浮式棧橋帶纜的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，并將數(shù)值模擬結(jié)果與水池試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明：島礁地形對(duì)無(wú)系泊系統(tǒng)的單體浮式棧橋的水動(dòng)力參數(shù)都有一定的影響，數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)果

4、在入射波浪方向上吻合度較好，而垂向方向上存在一定差異。浮橋在不規(guī)則波中的運(yùn)動(dòng)與其固有周期關(guān)聯(lián)很大。
　?。?）對(duì)多浮箱浮式棧橋的水動(dòng)力性能進(jìn)行計(jì)算，得到頻域下水動(dòng)力參數(shù)變化規(guī)律；對(duì)多浮箱浮式棧橋帶纜的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，并將數(shù)值模擬結(jié)果與水池試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明：由于島礁影響使得各多體間搖蕩而引起的輻射波在各橋節(jié)之間傳遞并不均衡，同時(shí)使一階波浪力傳遞函數(shù)出現(xiàn)了顯著的淺水效應(yīng)，而二階波浪力傳遞函數(shù)受到的影響并不顯著。系泊模式下三

5、浮箱、七浮箱浮式棧橋的數(shù)值計(jì)算結(jié)果與模型試驗(yàn)值總體變化趨勢(shì)吻合度良好。不規(guī)則波影響下，水深的變淺對(duì)浮橋垂蕩運(yùn)動(dòng)的影響十分明顯。
　?。?）開(kāi)展了浮式棧橋單橋節(jié)及多橋節(jié)在深水、島礁淺水中的頻域計(jì)算分析，進(jìn)一步分析了水深因素對(duì)單橋節(jié)、多橋節(jié)水動(dòng)力參數(shù)的影響。計(jì)算結(jié)果表明：島礁地形下，水深對(duì)單浮箱附加質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在縱蕩、橫蕩、垂蕩、橫搖及縱搖5個(gè)自由度上，對(duì)艏搖方向的影響較小；而水深對(duì)多浮箱附加質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在橫蕩、垂蕩、縱搖