关于小直径垂直桩柱结构的波浪力研究

本文归纳了应用Morison方程中涉及的研究成果。分别从阻力系数和惯性力系数。规则波与不规则波，二阶力和线性化，桩群受力等方面进行了论述。对目前该领域的研究给出了系统的介绍。     

桩柱上波浪力的概率分布

本文试验研究了规则波和不规则波作用下,桩柱上正向力和横向力的瞬时值分布和峰值分布。给出了分布参数随KC数变化的规律。     

小直径组合桩的波浪力实验分析

本文给出小直径孤立桩、两个桩和2×2个桩的波浪作用力实验结果。在波浪水槽中以0°,45°,90°三个波浪方向测量了各桩所受的纵向力和横向力,文中讨论了组合桩之间的干扰效应,给出了干扰系数随KC数和桩距的变化。     

作用于垂直桩柱上的波浪水流力

本文基于Morison方程和线性波理论分析了波浪与水流共存条件下作用于垂直桩柱上的波流力,提出了在规则波条件下适用于波流共存时的KC数(N'_KC)的定义,试验证明速度力系数C₄及惯性力系数C_m与N'_KC具有良好的相关性.这一相关关系可以应用于不规则波条件下波流力在时域内的计算,其结果与试验值吻合良好,文中还提出了一个简化的波流力极大值概率分布的分析方法,其结果与试验值相符也很好,可供工程实际使用.     

孤立桩柱上不规则波浪力的计算

随着海洋石油,海上航运等事业的发展,海洋工程迅速增多。这些建筑物的设计外荷载常以波浪力为主,因此,正确确定波浪力对海洋工程具有重大意义,很早就引起人们的注意和研究。自然界的海浪汹涌澎湃,变化多端,是一随机过程,它对建筑物的作用也比较复杂。近十几年,由于海工建筑物向深海发展和大型结构的采用,其低阶自震频率很可能落入海浪显著部分的频率范围,此时结构物对不规则波的动力反响对结构应力分析等具有重大影响,促使对不规则波浪力的研究有较大进展。     

波浪作用于垂直桩柱上的横向力

海上钻井采油平台第海工建筑物多数支承在钢质或钢筋混凝土桩柱上,通常,桩柱除受到与波向平行的正向力作用外,还存在着横向力(升力).不少中外学者对水流(包括振荡流)和规则波作用于杆件的升力问题曾做过大量工作,Sarpkaya^[1]测量了简谐振荡流中杆件上的升力,并对他人的工作做了很好的小结.     

垂直桩柱上总波浪力的试验研究

本文基于Morison公式和线性波理论,根据试验室里规则波和强制波作用下小直径圆形桩柱上总波浪力的试验资料分析,讨论了规则波3相似文献   

计算孤立小桩柱上随机波浪力的一个线性化的Morison公式

本文在线性波理论下，从计算孤立小桩柱上随机波浪力的Ｍｏｒｉｓｏｎ公式出发，通过对波浪力的概率密度的推导和分析，提出了一个新的线性化的Ｍｏｒｉｓｏｎ公嵤健８霉接胍言诠こ躺瞎惴菏褂玫模拢铮颍纾恚幔睿保梗叮纺晏岢龅南咝曰模停铮颍椋螅铮罟綅在对阻力的线性化上略有不同，由这个公式计算的小桩柱上的阻力是按Ｂｏｒｇｍａｎ线嵭曰模停铮颍椋螅铮罟浇屑扑闼媒峁模保埃副叮凑飧鲂碌南咝曰模停铮颍椋螅铮顛公式计算的随机波浪力的方差与直接利用Ｍｏｒｉｓｏｎ公式进行计算的结果是完全相同嵉模闹懈龅睦砺鄯治龊褪导扑憬峁砻鳎旱弊枇ο灾保晌颐翘岢龅募埃拢铮颍纾恚幔罡龅南咝曰模停铮颍椋螅铮罟降玫降男∽闲±刍怕氏碌乃婊ɡ藣力，均比直接由Ｍｏｒｉｓｏｎ公式进行计算得到的结果偏小，但按我们给出的线牲化的崳停铮颍椋螅铮罟降玫降慕峁劝矗拢铮颍纾恚幔畹南咝曰模停铮颍椋螅铮罟降玫降慕峁鼚接近于直接由Ｍｏｒｉｓｏｎ公式给出的结果。     

计算孤立小桩柱上随机波浪力的一个线性的Morison公式

本文在线性波理论下，从计算孤立小桩柱上随机波浪力的Ｍｏｒｉｓｏｎ公式出发，通过对波浪力的概率密度的推导和分析，提出了一个新的线性化的Ｍｏｒｉｓｏｎ公式，该公式与已在工程上广泛使用的Ｂｏｒｇｍａｎ１９６７年提出的线性化的Ｍｏｒｉｓｏｎ公式在对照力的线性化上略有不同，由这个公式计算的小桩柱上的阻力是按Ｂｏｒｇｍａｎ线性化的Ｍｏｒｉｓｏｎ公式进行计算所得结果的１．０８倍，但按这个新的线性化的Ｍｏｒｉｓｏ     

大直径圆柱体上的非线性波浪力

本文以Z方向的特征函数系为基础,将二阶散射势分解为满足齐次自由水面条件的速度势φ₂s s及满足齐次柱面条件的速度势φ₂s f,分别求解其对大直径圆柱体作用的二阶力.同时还考虑了由一阶速度平方和波面变化产生的二阶力.文中给出了计算各部分二阶力的计算式和kα=0.5-3.0,kd=0.5-5.0范围内的计算曲线供设计者应用.     

桩群上的最大总波浪力

桩群上的总波浪力基于线性化的Morison方程,作用在桩群上(图1)的总波浪力F(t)及总波力矩M(t)为:.     

作用在桩柱上的最大波浪荷载的波浪周期

海洋工程构筑物的设计和施工中,常依据构筑物的不同类型,选取某一累积概率的特征波浪作为设计波浪,用以计算构筑物的波浪荷载。     

流体动力干扰对桩柱矩阵阵列波浪力的影响

随着超大型海洋结构物的设计和研究日益受到重视,研究多物体之间的流体动力干扰特性显得十分必要。用波动源在截面周线上分布的方法,就垂直桩柱间三维流体动力干扰对波浪力的影响进行了系统的研究,不仅可得到单行柱列的流体动力干扰力学机理的新特性,而且对多行桩柱阵列的研究也取得了若干新的发现：多行柱柱阵列的遮蔽作用强于单行的;无论是单行还是多行柱列,其流体动力干扰特性存在一个十分敏感的来波频域,在此区域内,力的幅值会大大超过其他频域的受力,而且桩柱阵列与交错阵列的力学特性也有所不同。这对超大型海洋结构物的设计有着重要的指导意义。     

三维随机波浪对桩柱的作用

试验研究了三维随机波浪作用于垂直圆柱上的作用力.采用二维波浪的方法计算三维波浪力,研究了各波力系数随ＫＣ数和波浪方向分布的变化规律,并对三维波力和二维波力进行了对比分析.     

不规则波作用于垂直桩柱上的正向力

通过试验,研究了规则波,特别是不规则波作用于孤立桩柱上的正向力,通过测定桩上的总波浪力并利用时域最小二乘法和互谱分析法,研究了Morison公式中的系数C_D、C_M与KC数和雷诺数的关系及其随频率的变化,给出了规则波和不规则波作用下的C_D、C_M与KC数的关系曲线,此外,从波、力之间的相干数角度,对传递函数法计算不规则波浪力的适用范围也作了分析。     

斜坡上封闭式水平板波浪上托力分布试验研究

通过系列模型试验,对斜坡上尾部封闭式平板结构波浪上托力沿板宽分布进行了详细分析,提出板下最大冲击压强和最大总上托力并不一定同时出现,其分布形态可分为局部冲击型和均匀型。由于封闭空气层和底部斜坡影响,较大总上托力形成机理不尽一致,其均匀分布宽度也不相同,可分为气压型和反射型两类,由此提出分类标准,并分别得到压强分布的计算公式。     

内孤立波对小直径直立桩柱作用力的实验研究

内孤立波具有较大的振幅与较强的垂向剪切,能对海洋工程设施产生极大的破坏作用。本文设计实验研究了内孤立波与直立小直径桩柱的相互作用,采用粒子图像速度测量法(PIV)测量内孤立波的流速场,并采用自行设计的测力天平测量桩柱受力,测量分析了内孤立波对小直径直立桩柱产生作用力的实验值,与Morison公式计算的理论值比较。实验结果表明,第一模态内孤立波的流速方向以及作用力在桩柱的上下部分方向相反,产生很强的速度切变和扭力,对小直径直立桩柱造成破坏。通过与Morison公式计算的理论值比较,发现实验值与理论值的大小以及分布规律基本相同。     

作用在大直径圆柱墩上不规则波波浪力的试验研究

本文介绍大直径圆柱墩不规则波波浪力的确定方法,本法基于波浪绕射理论及随机海浪的极值分布理论而建立,经过不规则波波力试验,证实它是合理并可靠的。文中讨论了波力谱的表达式,波力及波力矩的统计分布特征及波力谱(或波力矩谱)与波浪谱峰频值ω_0的关系。     

小桩柱测力传感器

本文详细介绍了在波浪作用下小桩桩测力传感器的结构与使用。     

背景流在内孤立波对小直径桩柱作用力中的影响

本文首先采用GK-dV方程,在考虑背景流和未考虑背景流2种情况下,对南海东北部向西传播的大振幅内孤立波进行了模拟。通过对比两组结果,发现背景流的引入,会使内孤立波的传播速度变快、波形变窄、振幅变大,以及波致流变强。然后,采用Morison’s公式计算了内孤立波对小直径桩柱的作用力和力矩,通过对比,发现在引入背景流后,作用力和力矩均变大,作用力增大9.0%,力矩增大32.5%,因此背景流在内孤立波对小直径桩柱的作用力中有着重要的影响。