铰接多浮体与波浪耦合的仿真和实验研究

为研究铰接对浮体稳定性的影响,该文采用计算流体力学和多体动力学方法,提出基于粘性流理论的铰接多浮体仿真模型。采用有限体积方法,用重叠网格将波浪水池和浮体区域进行网格划分。将浮体视为刚体,浮体之间通过虚拟铰接约束成多浮体系统,建立仿真模型。实验研究发现,铰接浮体比刚性连接浮体更加稳定。仿真结果与实验结果对比,表明仿真模型中铰接约束的合理性和可靠性。

多浮体铰接薄板结构运动响应研究

应用Newman的广义运动模态分解方法和拉格朗日乘子法,基于波浪辐射和绕射理论建立了铰接多浮体结构水动力响应的运动方程,应用预修正快速傅里叶变换(p FFT)的边界元方法对由15块板组成的铰接多浮体结构的运动响应进行了研究。数值结果表明该p FFT方法计算精度和计算速度均很高,可用于任意形状和约束状态的多体结构的水动力分析。板间距的改变对铰接点处垂荡和横摇影响较大。

波流混合下铰接式波浪能装置工作特性研究

波流混合后的波流场对波浪能装置的浮体运动和波能俘获具有不可忽视的影响。本文以多浮体铰接式波浪能装置为研究对象,建立三维数值波流水槽对装置的工作性能进行数值仿真研究。结果表明,流对装置浮体的纵摇周期、幅值及运动等影响显著。随着流速的增加,浮体运动周期减小,浮体纵摇和PTO转换功率曲线最大值均出现在浮体共振处。但当浮体固有纵摇周期小于波浪周期时,曲线呈现双峰特征,次高峰值出现在逆向流工况的纵摇幅值最大处。

LNG工作船组铰接状态下的运动分析

考虑到用于水动力分析的一般商业软件不会提供铰接约束单元给用户用于对连接相邻浮体进行铰接运动计算,故采用定义刚度矩阵的方法实现上述分析功能,应用Hydrostar,建立相对于铰接点的刚度矩阵,并将此刚度矩阵转化为相对于各个浮体重心的刚度矩阵,分析三船体铰接状态下的运动特性。通过将Hydrostar的计算结果与AQWA的结果对比验证了此分析方法的可行性。