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相似文献
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1.
浮基多体系统在波浪中展开过程的顺序与快慢对系统的运动响应和连接处的力矩有较大影响。介绍了建立在齐次矩阵方法基础上的浮基多体系统时域运动求解,并对一具体浮基系统进行了建模和数值模拟,分析了上部机构以一定规律快速展开和慢速展开时系统的运动响应。结果表明,把齐次矩阵方法引入浮基多体系统的求解领域,其符号推导方便,运动学和动力学方程表达式变得相当简洁,而且编制程序也相对简便快捷。在相同波浪周期的情况下,多体系统的最大横摇角响应与波高正相关;在相同波高情况下,长周期的最大横摇响应要比短周期小;相对于波周期,波高对系统横摇响应的影响要大的多。  相似文献   

2.
由于深水浮式平台的运动幅度较固定式平台增大,其运动与下部立管的动力耦合变得更加明显。研究了上部平台运动对水下立管涡激振动的影响,基于有限元数值模拟,建立了与结构运动耦合的立管尾迹流场的涡激升力、流体阻力模型,进行了"平台运动-立管涡激振动"整体系统的动响应数值模拟,分析了平台横荡运动的幅值、频率等因素对水下立管涡激振动的影响。结果表明,上部平台的振动会在沿着立管展向传播的过程中被放大(称为响应放大);与不考虑平台运动相比,立管的动响应位移增大了多倍,而且振幅放大倍数随着模态阶数的降低而增大;平台横荡振幅越大,立管振动幅值也越大,但是振幅放大倍数的变化不明显。  相似文献   

3.
本文在分析重力式海洋平台的力学模型基础上,建立了平台运动的拉格朗日方程,并用多尺度法求解平台的运动响应。  相似文献   

4.
海况是影响波浪能发电装置运行效率的因素之一。以浮摆式波能发电装置为基础,描述了其中摆板系统的收集原理;并基于AQWA(advanced quantitive wave analysis)水动力学计算软件,仿真计算了三种波况下各摆板的运动响应,发现波向为45°角是摆板系统的最佳运行角度;当波高不超过0.6 m时,摆板的运动状态较易趋于平衡。另外,提出了一种估算摆板采集波能的平均转换效率的方法,并基于相关拟合函数软件,计算了5种较理想波况下摆板采集波能的平均能量转换效率,结果发现,波浪的周期和波高越大,摆板的波能采集效率越低。  相似文献   

5.
基于多体动力分析方法进行FPSO和水下软钢臂系泊系统的运动特性研究。相较于非线性弹簧模拟软钢臂系泊系统或者其他近似模拟方法,多体分析方法可以充分考虑系泊系统具体结构形式及其动力项对FPSO运动性能的影响,更好的预报系统运动响应和系泊力。本文将FPSO和水下钢臂结构模拟成2个具有6自由度的独立结构,两者用系泊链组进行连接。基于三维势流理论应用汇源分布法,首先在频域内进行FPSO的水动力参数分析,进而在时域内对系统进行耦合动力分析。本文重点讨论系泊系统黏性力和二阶波浪力对系统响应的影响,计算结果发现系泊系统黏性力对系泊力有一定影响,而在浅水条件下二阶波浪力的计算对准确预报系统运动及系泊力非常重要。  相似文献   

6.
针对具有天然岛礁庇护或人工庇护的温和海洋环境,提出了一种混合模块大型浮式结构系统,即水动力性能更优的半潜式模块作为内侧主模块,消波效果更优的箱式模块作为外侧浮式防波模块和波浪能发电模块.波浪能装置利用外侧箱式模块与内侧半潜式模块的相对纵摇运动进行发电.考虑模块间多体水动力耦合效应和连接器机械耦合效应,基于ANSYS-AQWA程序重点研究了典型海况下混合5模块串联浮式结构系统的动力响应特征.结果表明,外侧箱式模块和波浪能发电装置能有效减弱内侧半潜式主模块运动响应、连接器动力响应和系泊缆绳张力,并且提供一定的能源供给.所得研究成果可为模块化超大型浮式结构系统的防波—发电集成系统设计提供参考.  相似文献   

7.
The hydroelastic responses of a very-long floating structure (VLFS) placed behind a reverse T-shape freely floating breakwater with a built-in oscillating water column (OWC) chamber are analyzed in two dimensions. The Bernoulli–Euler beam equation is coupled with the equations of rigid and elastic motions of the breakwater and the VLFS. The interaction of waves between the floating rigid breakwater and the elastic VLFS is formulated in a consistent manner. It has been shown numerically that the structural deflections of the VLFS can be reduced significantly by a suitably designed reverse T-shape floating breakwater.  相似文献   

8.
针对深海采矿实际需求,提出将集矿车上的液压站与集矿车分离,设计成相对独立、悬浮于集矿车前部上方的浮游体。设计了多金属结核概念车浮游体(以下简称浮游体)外形,并利用三维设计软件SolidWorks建立了其三维几何模型。在此基础上,对几何模型进行简化处理,建立了浮游体流体动力学计算模型。利用流体动力学仿真分析软件ANSYS CFX,采用雷诺时均算法(RANS算法)和两方程的k-ε湍流模型,得到了不同工况的阻力数据。采用Matlab曲线拟合功能,研究了浮游体阻力特性,验证了外形设计方案的可行性。  相似文献   

9.
In this study, we develop a numerical method for a 3D linear hydroelastic analysis of floating structures with liquid tanks subjected to surface regular water waves and compare the numerical results with experimental tests. Considering direct couplings among structural motion, sloshing, and water waves, a mathematical formulation and a numerical method extended from a recent work [1] are developed. The finite element method is employed for the floating structure and internal fluid in tanks, and the boundary element method is used for the external fluid. The resulting formulation completely incorporates all the interaction terms including hydrostatic stiffness and the irregular frequency effect is removed by introducing the extended boundary integral equations. Through various numerical tests, we verify the proposed numerical method. We also performed 3D hydroelastic experimental tests of a floating production unit (FPU) model in an ocean basin. The measured dynamic motions are compared with the numerical results obtained using the proposed method.  相似文献   

10.
曹凤帅  滕斌 《海洋工程》2008,26(1):102-108
比例边界有限元法(SBFEM)是一种半解析的数值方法,比完全数值方法具有更高的精度,该方法结合了有限元和边界元的优点,采用相对少的剖分单元就可以得到较高精度的模拟结果。通过改变有限子域内部比例中心的位置,使这种方法可以应用到多种形式浮体在波浪作用下的水动力特性的计算中。同时还给出了各种形式浮体的波浪力及反射、透射系数的数值结果,并与边界元方法(BEM)计算结果和特征函数展开方法得到解析解进行了比较,均吻合良好。研究表明比例边界有限元不仅可以计算矩形的浮体结构,而且对于多种结构形式的浮体都可以计算,这为多种结构形式浮体的水动力分析提供了一个可行的方法。  相似文献   

11.
The wave diffraction and radiation problem is studied numerically by using a higher-order boundary element method. The convergence of the higher-order boundary element method is tested systematically for bodies of different shapes. For the second-order force, particular attention is paid to the contribution of the second-order potential, following the line of Molin's approach. For numerical evaluation, the free surface is divided into three subregions; inner, intermediate and outer ones. In the inner region, the integral is evaluated numerically by using higher-order boundary elements. In the intermediate region, semi-analytic form is constructed with the help of eigen functions. In the outer domain, the analytic solution is available. This subdivision scheme reduces the numerical burden remarkably.  相似文献   

12.
The hydrodynamic interaction and mechanical coupling effects of two floating platforms connected by elastic lines are investigated by using a time-domain multi-hull/mooring/riser coupled dynamics analysis program. Particular attention is paid to the contribution of off-diagonal hydrodynamic interaction terms on the relative motions during side-by-side offloading operation. In this regard, the exact method (CMM: combined matrix method) including all the vessel and line dynamics, and the 12×12 hydrodynamic coefficients in a combined matrix is developed. The performance of two typical approximation methods (NHI/No Hydrodynamic Interaction: iteration method between two vessels without considering hydrodynamic interaction effects; SMM/Separated Matrix Method: iteration method between two vessels with partially considering hydrodynamic interaction effects, i.e. ignoring off-diagonal cross-coupling terms in the 12×12 hydrodynamic coefficient matrix) is also tested for the same side-by-side offloading operation in two different environmental conditions. The numerical examples show that there exists significant discrepancy at sway and roll modes between the exact and the approximation methods, which means that the cross-coupling (off-diagonal block) terms of the full hydrodynamic coefficient matrix play an important role in the case of side-by-side offloading operation. Therefore, such approximation methods should be used with care. The fender reaction forces, which exhibit large force with contact but no force without contact, are also numerically modeled in the present time-domain simulation study.  相似文献   

13.
三立柱轻型半潜式生产平台是一种新型多功能高效平台,可广泛用于中等水深及深水边际油气田开发。但在一定的来流条件下,立柱后方会产生漩涡脱落,导致平台发生涡激运动现象,从而影响平台的海上作业。基于分离涡模拟(detached eddy simulation,简称DES)方法,对具有三立柱和深吃水特点的非传统型半潜式生产平台的涡激运动响应特性开展数值模拟研究,从运动响应幅值和频率、运动轨迹及水动力系数等多个角度分析其在不同流向角和不同折合速度下涡激运动响应的关键特征和锁定范围。研究表明,三立柱轻型半潜式生产平台的横向运动响应由其受到的脉动升力主导,在折合速度7.0≤Ur≤10.0区间内发生锁定现象,且在180°流向角时幅值达到最大,约为立柱直径的59%;首摇运动在0°流向角时达到最大响应幅值4.9°,且锁定区内的响应频率接近其首摇运动固有频率;其运动轨迹主要表现为沿着横向的直线往复运动。  相似文献   

14.
采用解析方法研究了线性入射波作用下两层流体中多个圆柱形淹没浮体的渡浪力特性.首先基于多极子展开方法,建立了散射势函数的解析表达式,并进一步得到浮体散射渡浪力的计算公式,然后利用边界元方法验证了本文的解析解,最后分析了不同参数的变化对双圆柱形浮体结构波浪力的特有影响.  相似文献   

15.
大深度分层流体中二维淹没浮体的波浪力分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
研究了大深度分层流体中二维任意形状淹没浮体的波浪力特性。首先基于一种合适的格林函数,采用边界积分方程法研究了流体中浮体对水波散射问题,然后通过单个淹没圆柱体的透射能和反射能与解析方法结果的比较,对所提出的方法进行了验证,最后分析了在不同的几何和物理条件下几种形状的浮体对波浪力的特有影响,得到了一些有意义的结果,这对分层海洋中淹没浮体的设计具有重要的参考价值。  相似文献   

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