3123.波浪作用下雙浮體系統(tǒng)水動力特性的實驗和數(shù)值研究

1、碩士學(xué)位論文波浪作用下雙浮體波浪作用下雙浮體系統(tǒng)水動力特性的實驗和數(shù)系統(tǒng)水動力特性的實驗和數(shù)值研究值研究Experimentalnumericalstudyofhydrodynamicresponsesofsidebysidefloatingbodiesunderwaveaction作者姓名：劉春陽學(xué)科、專業(yè)：港口、海岸及近海工程學(xué)號：21406216指導(dǎo)教師：呂林研究員完成日期：2017年6月7日大連理工大學(xué)DalianUnivers

2、ityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要隨著人類對海洋資源開發(fā)利用的廣度和深度的不斷加大，各類大型浮式結(jié)構(gòu)物被廣泛用于海上工程作業(yè)中。大型浮式結(jié)構(gòu)物或船舶在并靠作業(yè)時，兩大型浮體之間會形成一條狹窄的縫隙。在入射波頻率接近縫隙內(nèi)流體固有頻率時，會發(fā)生強(qiáng)烈的流體共振現(xiàn)象，對海上結(jié)構(gòu)物造成劇烈沖擊，對浮體穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)安全和作業(yè)效率等造成威脅。在實際的海洋工程中，并列雙浮體往往具有不同的寬度，其對應(yīng)的共振特性具有較大的差異。然

3、而，以往的研究工作很少關(guān)注結(jié)構(gòu)物寬度對窄縫共振問題的影響作用。因此，系統(tǒng)的研究結(jié)構(gòu)物寬度對縫隙內(nèi)流體水動力特性的影響作用有著重要的實際意義。本文以兩個并靠放置的浮箱為物理模型對FLNG和穿梭油輪雙浮體系統(tǒng)進(jìn)行簡化，通過物理實驗和數(shù)值計算方法，分別對浮體總寬度、兩浮體寬度比以及窄縫寬度與浮體寬度比展開了詳細(xì)的參數(shù)化研究，較為全面系統(tǒng)的分析了結(jié)構(gòu)寬度對窄縫內(nèi)流體共振頻率、共振波高、反透射系數(shù)、能量耗散、結(jié)構(gòu)所受波浪力等水動力特征的影響。本文

4、首先開展了浮體寬度對窄縫共振現(xiàn)象影響的實驗及數(shù)值研究。在以往關(guān)于窄縫共振問題的研究工作中，一般規(guī)定兩浮體具有相同的寬度或符合某一寬度比，忽略了結(jié)構(gòu)寬度對窄縫內(nèi)流體水動力特性的影響作用。本文開展二維物理實驗及數(shù)值計算，通過設(shè)置不同的雙浮體總寬度、浮體寬度比，探討浮體寬度參數(shù)對窄縫內(nèi)流體水動力特征的影響作用。研究結(jié)果表明，在水深、吃水深度和入射波高不變的條件下，窄縫內(nèi)流體的共振頻率隨雙浮體總寬度的增大而降低；浮體寬度比對窄縫共振頻率的影響較

5、為復(fù)雜：當(dāng)迎浪側(cè)浮體寬度與背浪側(cè)浮體寬度比小于1時，共振頻率隨著浮體寬度比的增大而降低；當(dāng)浮體寬度比大于1時，共振頻率隨浮體寬度比的增大而升高；浮體寬度的不同，導(dǎo)致窄縫內(nèi)流體的機(jī)械能損耗不同，從而使反射、透射系數(shù)等水動力特征發(fā)生明顯差異。在上述研究的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步采用修正勢流數(shù)值計算方法，研究了浮體寬度對雙浮體所受水平波浪力、垂向波浪力的影響。研究表明，雙浮體總寬度、雙浮體寬度比均對浮體所受波浪力有影響作用，且浮體所受水平波浪力和垂