箱式超大型浮体结构在规则波中的水弹性响应研究

利用三维线性水弹性理论研究了箱式超大型浮体结构在正弦规则波中的动力响应 ,用Bernoulli Euler梁解析解计算结构在真空中的动力特性 ,用弹性体三维势流理论计算结构的水动力系数。浮体结构在单位波幅规则波中的刚体运动幅值与DNV/WADAM程序的计算结果进行了比较 ,并给出了垂向弯曲模态的位移、弯矩随波浪频率的变化规律。由于箱式浮体结构的低阶固有频率很低 ,相应的弹性振型的响应与刚体运动耦合 ,结构在波浪中没有发现明显的低阶弹性模态谐振。

不同干结构模型对箱式超大型浮体结构水弹性响应的影响

三维线性水弹性力学利用结构在真空中弹性振型的正交性 ,对结构振动进行模态分析 ,用弹性体三维势流理论计算结构的水动力系数。因此 ,结构的干模态计算是十分重要的。应用三维线性水弹性理论研究箱式超大型浮体结构在波浪中的动力响应时 ,分别采用梁模型和三维空间有限元模型计算结构的干模态 ,并且采用同样的水动力模型 (弹性体三维势流理论 )

箱式超大型浮体结构在不规则波中的水弹性响应

箱式超大型浮体结构的水平尺度很大 ,结构的相对弯曲刚度大大下降 ,它在海洋环境中的水弹性响应必须考虑 .此外 ,其设计寿命远远超过一般的船舶和海洋工程结构物 ,从结构设计的角度出发 ,需要预报结构在整个生命期内可能受到的波浪诱导弯矩以及结构的应力 .为此 ,在应用三维线性水弹性理论计算得到浮体结构动力响应传递函数的基础上 ,进行了结构动力响应的短期预报和长期预报 .计算结果表明 ,浮体结构的垂向弹性变形与刚体升沉运动幅值相当 ,波浪诱导弯矩和应力的长期预报值均较大 .

结构刚度变化对箱式超大型浮体结构水弹性响应的影响

结构刚度改变会导致结构固有频率变化和结构广义刚度的变化,必然会对结构在波浪中的水弹性响应产生影响。本文在某箱式超大型浮体结构单位幅值正弦规则波和不规则波水弹性响应计算的基础上,假定结构质量分布不变,研究了结构刚度变化对箱式超大型浮体结构水弹性响应的影响,得到了一些有价值的结论。

三维水弹性力学中的结构广义质量计算

该文给出了三维水弹性力学中弹性模态位移振型归一化时广义质量的计算方法 ,并应用三维有限元方法计算了箱式大型浮体结构的固有频率和广义质量。经与均匀梁解析解的比较表明 ,两种方法差异不大。因此 ,采用均匀梁解析解来计算这种结构的固有频率和广义质量是完全可行的 ,简化了计算工作。