超大型浮體水彈性分析的平板格林函數(shù)法.pdf

1、超大型浮式結(jié)構(gòu)物(Very Large Floating Structure, 英文簡稱VLFS)是指那些尺度以公里計的浮式海洋結(jié)構(gòu)物,以區(qū)別于目前以百米計的船舶和海洋工程結(jié)構(gòu)物,如海洋平臺等.一般而言,VLFS可以以沿海島嶼或島嶼群為依托,帶有永久或半永久性,具有綜合、多用途的功能.它的設(shè)置將對某一區(qū)域的社會、經(jīng)濟活動乃至政治、軍事格局發(fā)揮決定性的影響.應用超大型浮式結(jié)構(gòu)物進行海洋空間利用和海洋資源開發(fā),是目前海洋工程界的研究熱點之一

2、.這種新型的海洋結(jié)構(gòu)物的出現(xiàn),對現(xiàn)有的分析設(shè)計技術(shù)和加工建造技術(shù)都提出了挑戰(zhàn),要將它應用于工程實際,需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題很多,而它在波浪中的水彈性響應是結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中所遇到的一個重要技術(shù)問題.超大型浮式結(jié)構(gòu)物的水平尺度與高度的比值非常大,是一個極為扁平的柔性結(jié)構(gòu)物.它在海洋環(huán)境中的彈性變形與剛性位移是同量級的,所以在計算流體載荷時不能忽略彈性變形的影響,這使得基于剛體運動假設(shè)的傳統(tǒng)水動力學理論不再適用于超大型浮式結(jié)構(gòu)物水彈性響應的研究

3、,VLFS在波浪中的動力響應是一個典型的流固耦合問題.分析超大型浮式結(jié)構(gòu)物的水彈性響應,采用七十年代末期發(fā)展起來的水彈性理論無疑是最嚴密可靠的方法.但是這種方法的復雜性和耗時性使其不太適用于結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計階段.探索計算效率高、能基本反映VLFS水彈性響應規(guī)律的簡化計算方法是目前許多學者努力的方向.該文采用了一種簡化計算方法-平板格林函數(shù)法來分析超大型浮式結(jié)構(gòu)物的水彈性響應.此方法的關(guān)鍵問題是合適的平板撓度函數(shù)的選取.所謂合適,就是撓度函

4、數(shù)要盡可能真實的表達出實際的超大型浮式結(jié)構(gòu)物的撓度形狀,盡可能滿足結(jié)構(gòu)物的各種邊界條件.超大型浮式結(jié)構(gòu)物的物理模型相當于彈性地基上波浪動壓力作用下的各邊自由平板的振動問題.所以應用平板格林函數(shù)法關(guān)鍵要采用滿足彈性地基上各邊自由的平板撓度函數(shù).該文通過對多種平板撓度函數(shù)的研究,推導和改進出適用的撓度函數(shù)作為研究超大型浮體的平板格林函數(shù),結(jié)合流固耦合理論,對超大型浮體水彈性響應進行了分析.計算結(jié)果和試驗結(jié)果吻合很好,說明了該文的理論和方法對