大型浮体水动力响应特性数值模拟及减摇措施

为研究马尔代夫海域大型浮体水动力响应特性及减摇措施,基于三维势流理论和刚体运动方程建立了浮箱水动力响应数值模型,分析了不同纵横比浮箱的水动力响应特性,讨论了减摇板布置方式及形式对浮箱减摇效果的影响,并在此基础上给出了较优的减摇板布设方案。结果表明:纵横比为2∶1的矩形浮箱在各个浪向下的运动响应相对平稳;减摇板宽度对浮箱横摇的控制作用较明显;浮箱迎、背浪面同时安装减摇板时减摇效果受安装高度影响显著;对于迎浪侧的双层开孔减摇板,上层减摇板开度40%时对浮箱横摇控制较好,浮箱横摇有义值极限海况下可降低16.9%,建议优先选用上层带开度的单侧双层减摇板布设形式。安装减摇板对波浪作用下浮体结构强度影响较小,应着重关注减摇板与外壳的连接强度。

密实砂中刚性锚桩斜向抗拔承载特性

刚性锚桩作为海洋结构系泊系统重要基础形式之一,常承受斜向拉拔荷载作用,其斜向抗拔承载机理相对柔性桩要更为复杂。通过数值模拟和理论分析,针对加载方式、桩土界面摩擦系数对锚桩斜向抗拔承载力的影响展开研究。基于有限元数值模型,获得不同加载方式、摩擦系数的锚桩破坏包络面,发现锚桩斜向抗拔承载力受加载方式影响较为明显;受Mohr-Coulomb模型的局限,数值模型较难准确模拟粗糙锚桩的竖向抗拔承载行为;随着摩擦系数的增大,锚桩竖向抗拔承载力会因破裂面向桩周土内部发展而增大;基于桩侧土抗力反“S”形分布假设计算所得的锚桩水平向承载力相对准确。最终建立了考虑桩土界面摩擦系数的刚性锚桩斜向抗拔破坏包络面模型。