固定式海洋結(jié)構(gòu)物載荷分析與研究.pdf

1、本論文旨在研究近海固定式結(jié)構(gòu)在波浪中的受力問(wèn)題.近海結(jié)構(gòu)的受力研究是海洋工程領(lǐng)域最為重要的專題,其中樁柱波浪力的研究是其結(jié)構(gòu)受力研究的基礎(chǔ).本論文對(duì)海洋中的樁柱體按其直徑與波長(zhǎng)之比進(jìn)行了分類,相應(yīng)地采用了不同的理論進(jìn)行研究分析.對(duì)小構(gòu)件,即構(gòu)件直徑與入射波的波長(zhǎng)相比尺度較小的結(jié)構(gòu)物,采用1950年Morison等提出的方法計(jì)算波浪力.Morison方程從根本上說(shuō)是經(jīng)驗(yàn)公式,以波浪質(zhì)點(diǎn)速度、加速度和柱體直徑為參數(shù)計(jì)算各水深處波浪力,然后沿

2、柱長(zhǎng)積分得到樁柱波浪力.在應(yīng)用上述方法計(jì)算波浪力時(shí),波浪理論是要根據(jù)樁柱直徑、波高、波長(zhǎng)、水深合理選擇,本文采用了線性波理論、Stokes波理論以及橢圓余弦波理論.對(duì)于每一種波理論,本文都對(duì)其不同周期及同周期不同相位的入射情況進(jìn)行了計(jì)算對(duì)比.在小構(gòu)件計(jì)算研究的基礎(chǔ)上,對(duì)小樁柱群的波浪載荷進(jìn)行了分析,并取實(shí)例進(jìn)行了編程計(jì)算,同時(shí)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較.對(duì)于相對(duì)尺度較大的結(jié)構(gòu)物,采用Mac Camy和Fuchsl954年提出的繞射理

3、論計(jì)算波浪載荷.繞射理論就是在入射波已知的條件下根據(jù)Laplace方程和邊界條件求解繞射勢(shì)函數(shù)Φ<,s>.在求解Laplace方程時(shí),對(duì)圓柱體采用了分離變量法用Bessel函數(shù)解偏微分方程得到繞射勢(shì)函數(shù)Φ<,s>,進(jìn)而計(jì)算波浪載荷.對(duì)不規(guī)則柱體,繞射勢(shì)函數(shù)Φ<,s>是采用邊界元法計(jì)算,并根據(jù)Lagrange積分計(jì)算流場(chǎng)壓力,對(duì)壓力在邊界上積分得到柱體結(jié)構(gòu)物的載荷.本文還對(duì)圓柱體采用上述兩種方法進(jìn)行了計(jì)算比較分析,兩者的結(jié)果比較吻合,說(shuō)明