吃水對雙箱體窄縫間水體共振特性影響研究.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)以來，人類對大自然資源的獲取方式逐漸從粗放型到集約型，獲取途徑也逐漸從陸地轉(zhuǎn)向海洋，從近海轉(zhuǎn)向深海。并排大型浮體相互作業(yè)在獲取資源的道路上發(fā)揮著重大的作用。這些大型浮體往往由很多小型浮體組成，這些小型浮體之間會有窄縫存在，在特定條件的波浪作用下，這些窄縫內(nèi)的水體會產(chǎn)生很大的波高，結(jié)構(gòu)物所受到的荷載也會增大，同時窄縫內(nèi)的水體粘性效應(yīng)在波物作用過程也不可忽略。因此并排作業(yè)浮體間窄縫內(nèi)水體共振問題對工程作業(yè)安全有很大影響，近年來引

2、起廣大學(xué)者的興趣和重視，但大多研究還都局限于各個浮體載重（即，吃水）相同以及形狀簡單規(guī)則的浮體情況。而實際海洋工程中，通常是不同載重、截面形狀不規(guī)則船體并排作業(yè)。所以本文采用數(shù)值模擬和物理模型試驗開展浮體吃水對窄縫內(nèi)水體共振特性影響的研究。
　　首先，傳統(tǒng)的勢流理論模型的局限性在于無法對窄縫內(nèi)的最大波高進(jìn)行準(zhǔn)確模擬，因為它忽視了窄縫間流體的粘性耗散。本文在勢流理論的基礎(chǔ)上，采用改進(jìn)的高階邊界元方法建成了完全非線性數(shù)值水槽模型來研究

3、吃水對雙箱體窄縫間水體共振現(xiàn)象的影響規(guī)律。采用源造波的方法生成規(guī)則波，自由表面滿足完全非線性的運動學(xué)和動力學(xué)邊界條件。在計算域的兩側(cè)各設(shè)置一阻尼層來吸收出流波浪避免反射波浪的影響。在窄縫間自由水面上設(shè)置一人工阻尼來近似由于流體的渦旋脫落和流動分離而引起的粘性耗散。
　　其次，在大連理工大學(xué)波流水槽內(nèi)開展二維模型試驗，與數(shù)值計算成果對比。確定出數(shù)值模型中窄縫間的流體人工阻尼系數(shù)。進(jìn)而通過實驗和數(shù)值方法來研究浮體吃水對窄縫內(nèi)的水體共振